Question

如圖所示，一根長(zhǎng)為的細(xì)絕緣線，上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，將整個(gè)裝置放入一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向水平向右，已知：當(dāng)細(xì)線偏離豎直方向?yàn)?/span>θ＝370時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，（sin370=0.6）試求：

（1）小球帶何種電荷，帶電量為多少；

（2）如果將細(xì)線剪斷，小球經(jīng)時(shí)間t發(fā)生的位移大��；

（3）若將小球拉至最低點(diǎn)無(wú)初速釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)受到線的拉力的大小。

 

Answer 1

【答案】

（1）正? （2）（3）

【解析】

試題分析：（1）對(duì)小球受力分析，受重力、拉力和電場(chǎng)力，電場(chǎng)力向右，故帶正電荷，根據(jù)平衡條件可知：

x方向：，y方向：，

解得,故

故小球帶正電荷，帶電量為．

（2）剪短細(xì)線后，小球受電場(chǎng)力和重力，合力沿著繩子向右下方，大小等于第一問(wèn)中繩子的拉力，為；

根據(jù)牛頓第二定律，加速度為，

做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移為

小球做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)圖示位置時(shí)，受到重力、電場(chǎng)力和細(xì)線的拉力，重力和電場(chǎng)力的合力為；

三力的合力指向圓心，提供向心力，有，解得

考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用；電場(chǎng)強(qiáng)度．