Question

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=1.0×10³V．
靜止時(shí)，絕緣線偏離豎直方向θ角，小球偏離豎直距離a=1.0cm．（θ角很小，為計(jì)算方便可認(rèn)為tanθ≈sinθ，取g=10m/s²，需要求出具體數(shù)值，不能用θ角表示），則
（1）兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為

2.0×10⁴

 V/m；
（2）小球帶的電荷量

1.0×10^-8C

C
（3）若細(xì)線突然被剪斷，小球?qū)⒃诎彘g

勻加速直線運(yùn)動(dòng)

（填“類平拋運(yùn)動(dòng)”、“勻加速直線運(yùn)動(dòng)”或“勻速直線運(yùn)動(dòng)”）

Answer 1

分析：由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，可求電場(chǎng)強(qiáng)度；對(duì)小球受力分析，有平衡條件求電場(chǎng)力，求電荷量；細(xì)線斷后小球受到重力、電場(chǎng)力，合力為恒力，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

解答：解：（1）由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，得E=

u

d

=

1.0×103

0.05

=2.0×10⁴V/m；
（2）對(duì)小球受力分析如圖，則qE=mgtanα     q=

mgtanα

E

=

1.0×10-3×10× 1.0 50

2.0×104

=1.0×10^-8C
（3）由受力圖知，當(dāng)細(xì)線斷后小球受到重力、電場(chǎng)力作用，合力為恒力，有牛頓第二定律得，加速度恒定，故做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

故答案為：（1）兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 2.0×10⁴ V/m；
（2）小球帶的電荷量 1.0×10^-8CC
（3）若細(xì)線突然被剪斷，小球?qū)⒃诎彘g 勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的受力平衡問題，由受力情況，判斷運(yùn)動(dòng)情況．