题目内容
如图所示,一根长为
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,电场强度大小为E,方向水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ=370时,小球处于平衡状态,(sin370=0.6)试求:
![]()
(1)小球带何种电荷,带电量为多少;
(2)如果将细线剪断,小球经时间t发生的位移大小;
(3)若将小球拉至最低点无初速释放,当小球运动到图示位置时受到线的拉力的大小。
【答案】
(1)正?
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)对小球受力分析,受重力、拉力和电场力,电场力向右,故带正电荷,根据平衡条件可知:
x方向:
,y方向:
,
解得
,故![]()
故小球带正电荷,带电量为
.
(2)剪短细线后,小球受电场力和重力,合力沿着绳子向右下方,大小等于第一问中绳子的拉力,为
;
根据牛顿第二定律,加速度为
,
做初速度为零的匀加速直线运动,位移为![]()
小球做圆周运动,到达图示位置时,受到重力、电场力和细线的拉力,重力和电场力的合力为
;
三力的合力指向圆心,提供向心力,有
,解得
考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;电场强度.
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