Question

5．如圖所示，用一條絕緣輕繩OA懸掛一個帶電小球，小球質量為2.0×10^-2kg，所帶電荷量的數值為1.0×10^-5C．現加一水平向右足夠強大的均強電場，平衡時絕緣繩與豎直方向成37°角，繩長L=0.2m，sin37°=0.6，g=10m/s²．則均強電場的電場強度大小為1.5×10⁴V/m；若剪斷輕繩后，小球將做勻加速直線運動，加速度大小為12.5m/s²．

Answer 1

分析 小球受重力、拉力、電場力三個力處于平衡狀態(tài)，根據平衡確定電場力的方向，再根據電場方向判定小球帶何種電荷；畫出小球受力圖；由平衡條件求得電場力的大小，根據電場強度的定義式求電場強度．

解答 解：對小球進行受力分析如下圖

可得：qE=mgtan37°
所以：E=$\frac{mgtan37°}{q}$=$\frac{2×1{0}^{-2}×10×0.75}{1×1{0}^{-5}}$N/C=1.5×10⁴N/C=1.5×10⁴V/m
若將繩子剪斷，小球受到的合力將保持不變，小球將作初速度為零的勻加速直線運動．根據牛頓第二定律，則有：
a=$\frac{\frac{mg}{cos37°}}{m}$=12.5m/s²；
故答案為：1.5×10⁴，勻加速直線，12.5．

點評 解決本題的關鍵進行正確的受力分析，然后根據共點力平衡求出未知力．以及掌握電場強度的定義式．