Question

豎直放置的平行金屬板A、B帶等量異種電荷（如圖13-2-9），兩板之間形成的電場是勻強電場.板間用絕緣細線懸掛著的小球質量m=4.0×10^-5 kg，帶電荷量q=3.0×10^-7 C，平衡時細線與豎直方向之間的夾角α=37°.求：

圖13-2-9

（1）A、B之間勻強電場的場強是多大？

（2）若剪斷細線，帶電小球在A、B板間將如何運動？

Answer 1

解析：（1）由圖示情況可知小球帶正電，兩板之間的勻強電場方向水平向右.小球受水平向右的電場力qE、豎直向下的重力mg、沿細線斜向上的拉力F_T作用，處于平衡狀態：

    F_Tcos37°=mg  F_Tsin37°=qE

    得qE=mgtan37°,由此可求電場強度：

    E=mgtan37°/q=1.0×10³ N/C.

    （2）細線剪斷后，小球在電場力qE和重力mg作用下做初速度為零的勻加速直線運動，軌跡是與豎直方向夾37°角的斜向下的直線.qE與mg的合力大小為F=mg/cos37°，加速度為a=g/cos37°=12.5 m/s².

答案：（1）1.0×10³ N/C  （2）勻加速運動，a=12.5 m/s²,方向與豎直方向夾37°角斜向下.