Question

（15分）一个带电量为－q的物体，质量2g，用长6cm不可伸长细线悬挂在竖直平行金属板间O点，如图，两板间距d=8cm，板间电压u=200V，将小球缓慢拉到水平A点后释放，小球运动到悬线竖直的B点恰好速度为0。然后小球在AB间绕某一平衡位置C来回运动。（g=9.8m/s²）求：

（1）小球所带电量？

（2）平衡位置C应在何处？

（3）小球最大速度多大？（速度保留一位有效数字）

Answer 1

解析：

小球从A到B的过程，应用动能定理

mgL－L=0          则  q==7.84×10^－6C

（2）设平衡位置为C点，OC与OB间夹角为θ，在C点对小球受力分析：电场力F、绳拉力T、重力G。在C点mg与F的合力与T方向相反。

有  F==mgtanθ

则可得到  tanθ=1    即  θ=45⁰

（3）小球经过平衡位置时速度最大，设为v_m，小球从B到C过程中，应用动能定理

Lsinθ－mgL（1－cosθ）=mv_m²