Question

【題目】如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線，上端固定，下端系一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)小球平衡時(shí)，懸線與豎直方向的夾角α＝45°。

（1）小球帶何種電荷？電荷量為多少？

（2）若將小球向左拉至懸線呈水平位置，然后由靜止釋放小球，求放手后小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度多大？

（3）在（2）問(wèn)中，小球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)最低點(diǎn)？

Answer 1

【答案】（1）正電（2）（3）

【解析】（1）由于小球處于平衡狀態(tài)，對(duì)小球受力分析如圖所示，由此可知小球帶正電，設(shè)其電荷量為q，則

FTsinα＝qE

FTcosα＝mg

聯(lián)立可得：FT＝mg

q＝＝

（2）靜止釋放后，小球由靜止開始沿與豎直方向成α＝45°斜向右下方做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)最低點(diǎn)時(shí)，它經(jīng)過(guò)的位移為L，此時(shí)細(xì)線剛好拉直

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，

其中a＝g，

得

（3）x＝at2，

所以t＝