竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示,请问:(1)小球带电荷量是多少?(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?2015-2016学年内蒙古乌兰察布市集宁一中高二(上)第一次月考物理试卷

竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示,请问:

(1)小球带电荷量是多少?

(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?

[考点]匀强电场中电势差和电场强度的关系.

[分析](1)先分析小球的受力情况,重力竖直向下,电场力水平向右,绳子拉力沿绳子向上,处于三力平衡状态,根据平衡条件求解电荷量;

(2)如将细线剪断,绳子的拉力撤去,其余二力的合力一定沿绳子的反方向,大小等于原先绳子的力,所以小球将做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律解出物体的运动时间.

[解答]解:(1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图所示

F sinθ=qE①

F cosθ=mg②由得tanθ=,故q=.

(2)由第(1)问中的方程②知F=,而剪断丝线后,小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等,故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于.小球的加速度a==,小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动,当碰到金属极上时,它经过的位移为s=,又由s=at2,t===

答:(1)小球所带电荷为正,电荷量为.

(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需要的时间为

2016年10月19日

标签：小球,丝线,电场