20．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，小球的加速度大小如何，并在受力分析圖中畫出加速度的方向．

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@兩個(gè)力的合力，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
根據(jù)牛頓第二定律得：
 a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=$\frac{\frac{G}{cosθ}}{m}$=$\frac{g}{cosθ}$
答：（1）小球受力分析圖如圖所示；
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度$\frac{mgtanθ}{q}$，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右；
（3）加速度大小為$\frac{g}{cosθ}$，方向如圖所示．

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)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖所示，以直線AB為邊界，上下存在場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng)．在P點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球，小球穿過AB邊界時(shí)速度為υ0，到達(dá)M點(diǎn)速度恰好減為零．此過程中小球在AB上方電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間實(shí)在下方電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的$\frac{1}{2}$．已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（　　）
A．小球帶正電
B．電場(chǎng)強(qiáng)度大小是$\frac{3mg}{q}$
C．P點(diǎn)距邊界線AB的距離為$\frac{{3{υ_0}^2}}{8g}$
D．若邊界線AB電勢(shì)為零，則M點(diǎn)電勢(shì)為$\frac{{3m{υ_0}^2}}{8g}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．如圖所示，用長L=0.50m的絕緣輕質(zhì)細(xì)線，把一個(gè)質(zhì)量m=1.0g 帶電小球懸掛在均勻帶等量異種電荷的平行金屬板之間，平行金屬板間的距離d=5.0cm，兩板間電壓U=1.0×103 V．靜止時(shí)，絕緣細(xì)線偏離豎直方向θ角，小球偏離豎直線的距離a=1.0cm．取g=10m/s2．則下列說法中正確的是（　�。�
A．兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.0×104 V/m
B．小球帶的電荷量為1.0×10-8 C
C．若細(xì)線突然被剪斷，小球在板間將做類平拋運(yùn)動(dòng)
D．若細(xì)線突然被剪斷，小球在板間將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極，一帶正電小球懸掛于電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電，這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ，如圖所示，則（　�。�
A．保持開關(guān)S閉合，帶正電的A板向B板靠近，則θ不變
B．保持開關(guān)S閉合，帶正電的A板向B板靠近，則θ減小
C．開關(guān)S斷開，帶正電的A板向B板靠近，則θ不變
D．開關(guān)S斷開，帶正電的A板向B板靠近，則θ增大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．如圖所示，空間有一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，豎直平面內(nèi)的初速度為v0的微粒沿著圖中虛線由A運(yùn)動(dòng)到B，其能量變化情況是（　�。�
A．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少
B．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能增加
C．動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能增加
D．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

5．一個(gè)平板小車置于光滑水平面上，其右端恰好和一個(gè)四分之一光滑圓弧軌道AB的底端等高對(duì)接，整個(gè)裝置處在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E=1×105 N/C；如圖所示．已知小車質(zhì)量M=0.15kg，圓弧軌道半徑R=0.4m．現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.05kg、電荷量為+q=5.0×10-6 C的小滑塊，由軌道頂端A點(diǎn)無初速釋放，滑塊滑到B端后沖上小車．滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15（小滑塊在運(yùn)動(dòng)過程電荷量保持不變，取g=10m/s2）試求：
（1）滑塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B端時(shí)，它對(duì)圓軌道的壓力大��；
（2）若小車足夠長，滑塊在小車上滑動(dòng)時(shí)二者的加速度分別為多少，最終速度為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

12．如圖所示，水平放置的兩平行金屬板間距為d，電壓大小為U，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一個(gè)質(zhì)量為 m、電量為-q的小顆粒，將小顆粒由靜止釋放，它將從靜止被加速，然后沖出小孔，則它能上升的最大高度 h=$\frac{qU}{mg}-d$．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

9．如圖所示，把一個(gè)傾角為θ的絕緣光滑斜面固定在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)是方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物體以初速度v0，從A端滑上斜面恰好能沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．下面所列舉的物理學(xué)家及他們的貢獻(xiàn)，其中正確的是（　�。�
A．元電荷最早由庫侖通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出
B．牛頓通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定出了萬有引力常量G
C．安培總結(jié)出了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律
D．法拉第首先提出了電場(chǎng)的概念且采用了電場(chǎng)線描述電場(chǎng)

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