Question

竖直放置的平行金属板A、B带等量异种电荷（如图13-2-9），两板之间形成的电场是匀强电场.板间用绝缘细线悬挂着的小球质量m=4.0×10^-5 kg，带电荷量q=3.0×10^-7 C，平衡时细线与竖直方向之间的夹角α=37°.求：

图13-2-9

（1）A、B之间匀强电场的场强是多大？

（2）若剪断细线，带电小球在A、B板间将如何运动？

Answer 1

解析：（1）由图示情况可知小球带正电，两板之间的匀强电场方向水平向右.小球受水平向右的电场力qE、竖直向下的重力mg、沿细线斜向上的拉力F_T作用，处于平衡状态：

    F_Tcos37°=mg  F_Tsin37°=qE

    得qE=mgtan37°,由此可求电场强度：

    E=mgtan37°/q=1.0×10³ N/C.

    （2）细线剪断后，小球在电场力qE和重力mg作用下做初速度为零的匀加速直线运动，轨迹是与竖直方向夹37°角的斜向下的直线.qE与mg的合力大小为F=mg/cos37°，加速度为a=g/cos37°=12.5 m/s².

答案：（1）1.0×10³ N/C  （2）匀加速运动，a=12.5 m/s²,方向与竖直方向夹37°角斜向下.