题目内容
【题目】如图所示,一质量为m的带电小球,用长为L的不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右、场强大小为E的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成
°角(sin37=0.6,cos3=0.8,重力加速度为g)求:
(1)小球的电性及所带电荷量的大小;
(2)如果保持小球的电量不变,在纸面内调整电场的大小和方向,使小球仍保持在图示位置静止,则电场强度最小为多少?方向如何?
(3)若电场强度大小保持(2)中不变,突然将电场的方向变为竖直向上,空气阻力不计,则小球运动到悬点正下方的速度大小.
【答案】（1）小球带负电；
（2）
；场强方向:垂直细线斜向下（3）
【解析】(1)受力分析如图:
则可知小球带负电.
小球处于平衡状态,有
得：
(2)当电场力与细线垂直时,电场强度最小,受力分析如图,设为E′
由平衡条件,有
场强方向为垂直细线斜向下
(3)电场方向突然变为竖直向上,则此时小球受竖直向下的电场力和重力作用,由于细线不可伸长,小球开始在竖直平面内,以悬点为圆心,沿圆弧摆下,做圆周运动,运动到悬点正下方即圆周最低点时,设速度为v,
由动能定理得:
解得:
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