题目

竖直放置的平行金属板A、B带有等量异种电荷，在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=4.0×10^-5kg，带电量q=3.0×10^-7C的小球，平衡时悬线偏离竖直方向，夹角为α=37°，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10m/s²如图所示．
求

（1）A、B之间的电场是什么电场？场强的大小多少，方向怎样？
（2）若剪断细线，小球在到达金属板之前将怎样运动？加速度为多大？

提问时间：2020-10-19

答案

（1）小球受到重力mg、电场力F和绳的拉力T的作用，由共点力平衡条件有：
F=qE=mgtanα 
解得：E=

mgtanα

q

=

4×10−5×10×0.75

3×10−7

=1.0×10³N/C；  
匀强电场的电场强度的方向与电场力的方向相同，即水平向右；
（2）剪断细线后，小球做偏离竖直方向，夹角为37°匀加速直线运动，
设其加速度为a，
由牛顿第二定律有：

mg

cosθ

=ma 
解得：a=

g

cosθ

=12.5m/s²  
答：（1）匀强电场，场强的大小1.0×10³N/C，方向水平向右；
（2）细线剪断后，小球做偏离竖直方向，夹角为37°匀加速直线运动，
小球运动的加速度大小为12.5m/s²；