如图所示，一质量为m=2.0×10-2kg、带电荷量为q=10×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的云强电场中，假设电场区域足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60°角．小球在运动过程中电荷量

Question

如图所示，一质量为m=2.0×10^-2kg、带电荷量为q=10×10^-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的云强电场中，假设电场区域足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60°角．小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度取g=10m/s²．

（1）判断小球带何种电荷．
（2）求电场强度E的大小．
（3）若在某时刻将细线突然剪断，求小球运动的加速度a的大小．

Answer 1

（1）小球受竖直向下的重力、沿绳子方向的拉力和水平向左的电场力，
电场强度水平向右，则：小球带负电．
（2）对小球，由平衡条件得：qE=mgtan60°
入数据解得：E=2√(3)×10⁴N/C．
（3）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动，
由牛顿第二定律得：(mg)/(cos60°)=ma，
代入数据解得，小球的速度a=20m/s²
速度方向为与竖直方向夹角为60°斜向左下．
答：（1）判断小球带负电荷．
（2）电场强度E的大小为2√(3)×10⁴N/C．
（3）若在某时刻将细线突然剪断，小球运动的加速度a=20m/s²．