Question

5．如圖所示，用一條絕緣輕繩OA懸掛一個(gè)帶電小球，小球質(zhì)量為2.0×10^-2kg，所帶電荷量的數(shù)值為1.0×10^-5C．現(xiàn)加一水平向右足夠強(qiáng)大的均強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)絕緣繩與豎直方向成37°角，繩長(zhǎng)L=0.2m，sin37°=0.6，g=10m/s²．則均強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1.5×10⁴V/m；若剪斷輕繩后，小球?qū)⒆鰟蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)，加速度大小為12.5m/s²．

Answer 1

分析 小球受重力、拉力、電場(chǎng)力三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡確定電場(chǎng)力的方向，再根據(jù)電場(chǎng)方向判定小球帶何種電荷；畫出小球受力圖；由平衡條件求得電場(chǎng)力的大小，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式求電場(chǎng)強(qiáng)度．

解答 解：對(duì)小球進(jìn)行受力分析如下圖

可得：qE=mgtan37°
所以：E=$\frac{mgtan37°}{q}$=$\frac{2×1{0}^{-2}×10×0.75}{1×1{0}^{-5}}$N/C=1.5×10⁴N/C=1.5×10⁴V/m
若將繩子剪斷，小球受到的合力將保持不變，小球?qū)⒆鞒跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)．根據(jù)牛頓第二定律，則有：
a=$\frac{\frac{mg}{cos37°}}{m}$=12.5m/s²；
故答案為：1.5×10⁴，勻加速直線，12.5．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵進(jìn)行正確的受力分析，然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出未知力．以及掌握電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式．