题目内容
如图所示，一条长为l的细线，上端固定，下端拴一质量为m的带电小球.将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E，方向是水平的.已知当细线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡.
(1)小球带何种电荷？求出小球所带电荷量.
(2)如果使细线的偏角由α增大到β，然后将小球由静止开始释放，则β应符合什么关系时，才能使在细线到竖直位置时小球的速度刚好为零？
解析：对小球进行受力分析得：小球受重力mg、拉力T和电场力Eq，且三力平衡，所以小球带正电，Eq=mgtanθ，q=mgtanθ/E.
假设将小球拉到与竖直成β角时小球到竖直位置时速度为零，则由动能定理得
mgl(1-cosβ)-Eqlsinβ=0
解得(1-cosβ)/sinβ=Eq/mg.
答案：(1)小球带正电，q=mgtanθ/E
(2)(1-cosβ)/sinβ=Eq/mg
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