Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m=2.0×10-2kg、帶電荷量為q=10×10-6C的小球，用長為10cm絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的云強(qiáng)電場中，假設(shè)電場區(qū)域足夠大，靜止時懸線向左與豎直方向成60°角．小球在運(yùn)動過程中電荷量保持不變，重力加速度取g=10m/s2．

（1）判斷小球帶何種電荷．

（2）求電場強(qiáng)度E的大�。�

（3）撤去電場后，求小球運(yùn)動到最低點時，對細(xì)繩的拉力。

Answer 1

【答案】（1）小球帶負(fù)電 （2） （3）0.4N

【解析】試題分析：根據(jù)已知條件對小球受力分析，可知小球電場力方向水平向左，電場強(qiáng)度水平向右，小球帶負(fù)電；小球帶負(fù)電對小球受力分析，根據(jù)平衡條件可得小球受到的電場力方向向左并可求出電場強(qiáng)度的值；根據(jù)動能定理求出小球運(yùn)動到最低點時的速度，在根據(jù)牛頓第二定律求出對細(xì)繩的拉力。

（1）根據(jù)已知條件對小球受力分析，可知小球電場力方向水平向左，電場強(qiáng)度水平向右，所以：小球帶負(fù)電

（2）對小球，由平衡條件得：qE=mgtan60°，帶入數(shù)據(jù)解得： 。

（3）撤去電場后，設(shè)小球從靜止位置運(yùn)動到最低點時速度為v，由動能定理有：

小球運(yùn)動到最低點時，受到繩子拉力為T，由牛頓第二定律可得：

聯(lián)立以上代入數(shù)據(jù)可解得：

根據(jù)牛頓第三定律可知：小球?qū)��?xì)繩拉力大小，方向豎直向下。