Question

（10分）如圖所示，用長L=0.50m的絕緣輕質細線，把一個質量 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，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，為計算方便可認為tanθ ≈ sinθ，取g=10m/s²，需要求出具體數值，不能用θ角表示）求：

（1）兩板間電場強度的大小；
（2）判斷小球帶何種電荷并計算其帶電荷量；
（3）在圖示位置，若將細線突然剪斷，小球做何種性質的運動？求加速度a的大小。

Answer 1

（1）2.0×10⁴V/m （2） 1.0×10^-8C （3） 0.2m/s²

試題分析：（1）因為平行金屬板之間為勻強電場，由可知：
（2）受力平衡        得
（3）對小球受力分析如圖所示

小球所受外力為恒力，故由靜止開始做勻加速直線運動，由牛頓第二定律知：