Question

14．如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m、帶電量為-q的帶負(fù)電的小球，小球處在水平方向的足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ．（重力加速度取g）．
（1）畫出小球受力分析圖；
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度有多大，方向如何？
（3）若剪斷細(xì)線，小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中將做什么運(yùn)動(dòng)，為什么？

Answer 1

分析 對(duì)小球受力分析，根據(jù)電場(chǎng)力方向判斷小球的電性．根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出電場(chǎng)力的大小，從而結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式求出小球的電荷量．剪斷絲線后，小球?qū)⒆鰟蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律求加速度．

解答 解：（1）對(duì)小球受力分析，如圖所示，小球所受的電場(chǎng)力水平向左，因小球帶負(fù)電，則電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右．

（2）在水平方向上根據(jù)共點(diǎn)力平衡得：qE=mgtanθ，
解得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右．
（3）剪斷斷絲線后，小球?qū)⒀卦瓉砑?xì)線的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，原因是斷后電場(chǎng)力與重力總不變，那么小球?qū)⒀刂�這兩個(gè)力的合力，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
答：（1）小球受力分析圖如上圖所示；
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度$\frac{mgtanθ}{q}$，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右；
（3）向下偏左θ作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)因?yàn)樾∏虺跛俣葹榱�，電�?chǎng)力和重力的合力向下偏左θ方向．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解，要明確物體從靜止開始受到恒力作用時(shí)將沿此恒力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．