Question

【题目】一长为l且不可伸长的绝缘细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电量为q的小球，处于匀强电场中，开始时，将线在水平位置拉直，小球静止在A点，如图所示。释放小球，小球由静止开始向下摆动，当小球摆到B点时速度恰好为零。

（1）判断小球所带电荷的性质；

（2）求匀强电场的场强大小。

Answer 1

【答案】（1）小球带正电 （2）

【解析】

类比单摆，小球从A点静止释放，运动到B点速度为0，说明弧AB的中点是运动的最低点，对小球进行受力分析，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，再根据几何关系可以求出Eq。

(1)小球从A运动到B由动能定理可知，，由于重力做正功，所以电场力做负功，由此可可，小球应带正电；

(2) 类比单摆，根据对称性可知，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为30°，根据三角函数关系可得：qEsin30°=mgcos30°，化简可得：

解得：。