题目内容

如图所示,一根长为l的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球,将整个装置放入一匀强电场中,电场强度大小为E,方向水平向右.
(1)当小球处于平衡状态时,细线与竖直方向的夹角为θ,小球带何种电荷?所带电荷量是多少?
(2)如果将细线剪断,小球经t时间所发生的位移是多大?
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(1)因小球向右偏,所受电场力水平向右,场强也水平向右,所以小球带正电.小球受力情况,如图所示.根
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据平衡条件得:
qE=mgtanθ
得:q=
mgtanθ
E

(2)将细线剪断,小球沿合力方向做匀加速直线运动.
剪断细线后小球所受合外力为:F=
mg
cosθ

根据牛顿第二定律得加速度为:a=
g
cosθ

则小球经t时间所发生的位移为:x=
1
2
at2
=
gt2
2cosθ

答:
(1)当小球处于平衡状态时,小球带正电荷,所带电荷量是
mgtanθ
E

(2)如果将细线剪断,小球经t时间所发生的位移是
gt2
2cosθ
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