Question

如图所示，一质量为m=1.0×10-2 kg、带电荷量为q=1.0×10-6 C 的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电

如图所示，一质量为m=1.0×10-2 kg、带电荷量为q=1.0×10-6 C 的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60°角．小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度取g=10m/s2．（1）判断小球带何种电荷．（2）求电场强度E的大小．（3）若在某时刻将细线突然剪断，求小球运动的加速度a．

Answer 1

（1）对小球受力分析，受到向下的重力、沿绳子方向的拉力和水平向左的电场力，所以小球带负电．
（2）小球所受的电场力F=qE
由平衡条件得F=mgtan θ
解得电场强度E=

3

×10⁵ N/C．
（3）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动
小球所受合外力F_合=

mg

cosθ

由牛顿第二定律有：F_合=ma
解得：小球的速度a=20 m/s²
速度方向为与竖直方向夹角为60°斜向左下．
答：（1）判断小球带负电荷．
（2）电场强度E的大小为

3

×10⁵ N/C．
（3）若在某时刻将细线突然剪断，小球运动的加速度a=20 m/s²．