Question

【题目】如图所示，在水平向左、大小为E=1.0×103 N/C 的匀强电场中，一个质量为m=0.1kg的带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点。平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角=53°，绳长为L=0.6m，重力加速度g取10m/s2，sin530 =0.8.

(1)求小球的带电荷量q的大小和带电性质；

(2)将小球移到B点，使得OB水平，且轻绳恰好伸直，给小球一竖直向下的初速度vB，小球到达悬点正下方C点时绳中拉力恰等于小球重力，求vB大小；

Answer 1

【答案】（1）负电； （2）2m/s

【解析】

（1）在A点小球处于平衡状态，根据小球受重力、电场力和绳子拉力作用可得：小球受力如图所示，

故根据受力平衡可得：电场力方向水平向右，大小

qE＝mgtanθ＝mg；

故小球带负电，带电量

（2）根据小球受重力、电场力和绳子拉力作用，由小球到达悬点正下方C点时绳中拉力恰等于小球重力，根据牛顿第二定律可得：小球在C点的速度vC=0；
小球从B到C的过程只有重力、电场力做功，故由动能定理可得：

所以，