题目内容
【题目】如图所示,长为l的绝缘轻细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球,小球静止时处于O点正下方的点。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,电场强度大小为E,带电小球静止在A点时细线与竖直方向成θ角。已知电场的范围足够大,空气阻力可忽略不计,重力加速度为g。
(1)请说明小球所带电荷的电性,并求小球所带的电荷量q;
(2)若将小球从点由静止释放,求小球运动到A点时的动能Ek;
(3)若将小球从点由静止释放,其运动到A点时细线突然断开,试定性分析说明小球此后做什么样的运动。
【答案】(1)正电,;(2);(3)由于重力和电场力均为恒力,且其合力与速度方向不共线,所以小球将做匀变速曲线运动。
【解析】
(1)带电小球静止时电场力水平向右,与场强方向相同,小球所带电荷的电性为正;小球受重力、电场力和细线的拉力,根据平衡条件有:
解得:
(2)小球从到点过程中应用动能定理:
解得:
(3)由于重力和电场力均为恒力,且其合力与速度方向不共线,所以小球将做匀变速曲线运动。
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