物理
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，用绝缘丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ=30°角时小球恰好平衡，且此时与右板的距离为b，如图所示．已知重力加速度为g，求：（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？

2019-06-26

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，用绝缘丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ=30°角时小球恰好平衡，且此时与右板的距离为b，如图所示．已知重力加速度为g，求：
（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？
优质解答
（1）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，水平方向加速度的分量为：
ax=
Eq
m
=gtanθ
由运动学公式得：
1
2
axt2=b
则有：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
． （1）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，水平方向加速度的分量为：
ax=
Eq
m
=gtanθ
由运动学公式得：
1
2
axt2=b
则有：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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