Question

豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場．其電場強(qiáng)度為E，在該勻強(qiáng)電場中，用絕緣絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ=30^o角時(shí)小球恰好平衡，且此時(shí)與右板的距離為b，如圖所示．已知重力加速度為g,求：

（1）小球帶電荷量是多少？
（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長時(shí)間？

Answer 1

（1）（2）

試題分析：(1)由于小球處于平衡狀態(tài)知小球帶正電，對(duì)小球受力分析如圖所示

則   F_Tsin θ＝qE ①
F_Tcos θ＝mg ②
由得tan θ＝，故q＝=
（2）由第(1)問中的方程②知F_T＝，而剪斷絲線后小球所受電場力和重力的合力與未剪斷絲線時(shí)絲線對(duì)小球的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于.小球的加速度a＝＝，
小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到金屬板上時(shí)，它的位移為x＝，
又由x＝at²，得t＝＝＝.=