Question

【题目】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，小球与右侧金属板相距d，如图所示，求：

（1）小球带电荷量q是多少？
（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？

Answer 1

【答案】
（1）解：小球所带电荷为正．

小球受到水平向右的电场力、竖直向下的重力和丝线拉力三力平衡：Eq=mgtanθ

得：q=

答：小球所带电荷为正，电荷量为 ．

（2）解：小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：

a= =gtanθ

由运动学公式得：d=

则 t=

答：若剪断丝线，小球碰到金属板需要的时间为 ．

【解析】（1）先分析小球的受力情况，重力竖直向下，电场力水平向右，绳子拉力沿绳子向上，处于三力平衡状态，根据平衡条件判断电性，求解电荷量；（2）如将细线剪断，绳子的拉力撤去，其余二力的合力一定沿绳子的反方向，大小等于原先绳子的力，所以小球将做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律解出物体的运动时间．