Question

【題目】豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2×104v/m，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絲線(xiàn)懸掛質(zhì)量為m=60g的帶電小球，絲線(xiàn)跟豎直方向成45°角時(shí)小球恰好平衡，小球與右側(cè)金屬板相距d=20cm，如圖所示，g=10m/s2，求：

（1）小球帶電荷量q是多少？

（2）若剪斷絲線(xiàn)，小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間？

Answer 1

【答案】（1）3×10-5 C （2）0.2s

【解析】試題分析：先分析小球的受力情況，受重力、電場(chǎng)力、繩子拉力，處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件判斷電性，求解電荷量；若將細(xì)線(xiàn)剪斷，繩子的拉力撤去，其余二力的合力一定沿繩子的反方向，大小等于原先繩子的力，所以小球?qū)⒆鰟蚣铀僦本�(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律解出物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

（1）小球受重力、電場(chǎng)力、繩子拉力，處于平衡狀態(tài)，

根據(jù)平衡條件可得：Eq=mgtanθ

帶入數(shù)據(jù)解得：q=3×10-5 C

（2）小球在水平方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為：

由位移時(shí)間公式得：

解得： =0.2s