Question

3．如圖所示，質(zhì)量為m，電荷量為q的負電小球，被絕緣輕繩懸掛于O點，空間存在著平行紙面的水平勻強電場，小球靜止在如圖所示位置，懸線偏離豎直方向夾角為θ．則：
（1）勻強電場的方向和電場強度的大��；
（2）剪斷懸線，小球的運動軌跡是直線還是曲線（此問直接作答，無需論述）．

Answer 1

分析 （1）以小球為研究對象，分析受力，作出力圖，根據(jù)平衡條件求解電場力F，根據(jù)F=qE解出E，再依據(jù)負電荷受到電場力與電場強度方向相反；
（2）依據(jù)曲線運動的條件，即可求解．

解答 解：（1）小球受力如圖所示，電場力方向水平向右，所以電場強度方向水平向左；
根據(jù)平衡條件可知：電場力qE與重力mg的合力與細線的拉力T等值、方向反向，則力的合成圖得知：
F=qE=mgtanθ=mgtanθ
解得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$，
小球帶負電，電場力方向水平向右，所以電場強度方向水平向左；
（2）剪斷懸線，小球沿著電場力與重力的合力方向，做勻加速直線運動，
答：（1）勻強電場的方向水平向左和電場強度的大小$\frac{mgtanθ}{q}$；
（2）剪斷懸線，小球的運動軌跡是直線．

點評 本題是帶電體在電場中平衡問題，當(dāng)作力學(xué)問題去處理，關(guān)鍵是分析電場力大小和方向，注意曲線運動的條件．