Question

如图所示,用长L=0.50 m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0 g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0 cm,两板间电压U=1.0×10³ V.静止时,绝缘细线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直线的距离a=1.0 cm.取g=10 m/s²,

sin θ≈tan θ.则下列说法正确的是(　　)

A.两板间电场强度的大小为2.0×10⁴ V/m

B.小球带的电荷量为1.0×10^-8 C

C.若细线突然被剪断,小球在板间将做类平抛运动

D.若细线突然被剪断,小球在板间将做匀加速直线运动

Answer 1

ABD解析:设两板间的电场强度为E,根据匀强电场的场强和电势差的关系得E== V/m=2.0×10⁴ V/m,选项A正确;小球静止时受力平衡,由平衡条件得qE=mgtan θ,解得q=.因为θ角很小,所以tan θ≈sin θ==,解得q=1.0×10^-8 C,选项B正确;细线剪断时,由于小球受到重力和电场力的合力为恒力,且小球初速度为零,故小球做初速度为零的匀加速直线运动,选项C错,选项D正确.

点评 本题是带电粒子在电场中的平衡问题,分析方法可以正交分解后列平衡方程,也可以运用矢量三角形解答.