Question

6．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，用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的云強(qiáng)電場(chǎng)中，假設(shè)電場(chǎng)區(qū)域足夠大，靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成60°角．小球在運(yùn)動(dòng)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(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�
（3）若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷，求小球運(yùn)動(dòng)的加速度a的大�。�

Answer 1

分析 本題的關(guān)鍵是正確對(duì)小球受力分析，根據(jù)平衡條件可得小球受到的電場(chǎng)力方向向左并可求出電場(chǎng)強(qiáng)度的值，剪斷細(xì)線后，由于小球受到的重力與電場(chǎng)力都為恒力，所以小球?qū)⒆龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度．

解答 解：（1）小球受豎直向下的重力、沿繩子方向的拉力和水平向左的電場(chǎng)力，
電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，則：小球帶負(fù)電．
（2）對(duì)小球，由平衡條件得：qE=mgtan60°
入數(shù)據(jù)解得：E=2$\sqrt{3}$×10⁴N/C．
（3）剪斷細(xì)線后小球做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，
由牛頓第二定律得：$\frac{mg}{cos60°}$=ma，
代入數(shù)據(jù)解得，小球的速度a=20m/s²
速度方向?yàn)榕c豎直方向夾角為60°斜向左下．
答：（1）判斷小球帶負(fù)電荷．
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為2$\sqrt{3}$×10⁴N/C．
（3）若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷，小球運(yùn)動(dòng)的加速度a=20m/s²．

點(diǎn)評(píng) 解決動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵是正確受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，然后選擇相應(yīng)規(guī)律列式求解即可．