Question

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  （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

（3）

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