问题 问答题

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,用轻质绝缘丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,此时小球离右板距离为b,如图所示,问:

(1)小球所带电荷的电性如何?电荷量多少?

(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?

答案

(1)小球所带电荷为正.

小球受到水平向右的电场力、竖直向下的重力和丝线拉力三力平衡:Eq=mgtanθ

得:q=

mgtanθ
E

(2)小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为:

ax=

Eq
m
=gtanθ

由运动学公式得:

1
2
axt2=b

则,t=

2b
ax
=
2b
gtanθ

答:

(1)小球所带电荷为正,电荷量为

mgtanθ
E

(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需要的时间为

2b
gtanθ

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