Question

如图所示，一质量为m的带电量为q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ=37°角．（重力加速度为g，cos37°=0.8，sin37°=0.6）
（1）判断小球带何种电荷．
（2）求电场强度E．
（3）在图示位置，若将细线突然剪断，小球做何种性质的运动？求加速度a的大小．

Answer 1

分析：根据小球受力与所处于的位置可确定电场力的方向，再依据小球受力平衡条件，利用力的合成与分解可求出电场力的大小，从而算出电场强度．若将细线突然剪断，由运动与力可以判定小球做匀加速直线运动，运用牛顿第二定律可求出加速度大小．

解答：解：（1）由图可知，小球受到的电场力方向向左，电场方向向右，所以小球带负电．
（2）小球受三个力作用处于平衡状态，有tan37°=

qE

mg

可得：E=

3mg

4q

．    
（3）从图示位置将线剪断后，小球只受重力和电场力的作用，所以小球将做匀加速直线运动 
小球受的合力为F=

mg

cos37°

根据牛顿第二定律得：F=ma
解得：a=1.25g．

点评：对小球进行受力分析与运动分析，再运用三力平衡条件来进行力的处理，由牛顿第二定律从而求出结果．