Question

（10分）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。

 

Answer 1

【答案】

（1）正电荷，（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，如图；

电场力向右，故带正电荷，根据平衡条件可知：

x方向：Tsinθ=qE

y方向：Tcosθ=mg

解得，

（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，

根据牛顿第二定律得：

做初速度为零的匀加速直线运动，位移为

故将细线剪断，小球经t时间所发生的位移大小为

（3）小球从最低点到图示位置过程中，细线拉力不做功，只有重力和电场力做功，根据动能定理，有

qELsinθ-mgL（1-cosθ）=

在该点应用牛顿第二定律得:

联立解得：

考点：本题考查了电场中的圆周运动问题