题目内容
【题目】如图所示,一条长为L的细线,上端固定,将它置于一充满空间的匀强电场中,场强大小为E,方向水平向右。已知当细线向右偏离竖直方向的偏角为θ时,带电小球处于平衡状态。求:
(1)小球带何种电性?电量为多少?
(2)如果使细线向右与竖直方向的偏角由θ增大为β,且自由释放小球,则β为多大时,才能使细线达到竖直位置时,小球的速度又刚好为零?
【答案】(1)正电; (2)
【解析】(1)小球受到竖直向下的重力,绳子的拉力,如果要使小球在图中位置处于静止状态,则受到水平向右的电场力,与电场方向相同,故小球带正电,
小球平衡状态:
(2)将细线的偏角由向右增大到,由静止开始释放后,小球运动到到悬点正下方位置时速度为O,根据动能定理得:
又,
联立以上各式,整理得到: ,所以
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