Question

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的位置偏角为α时，小球处于平衡，问：

（1）小球带何种电荷？求小球所带电量。

（2）如果细线的偏角由α增大到 ，然后将小球由静止开始释放，则应多大，才能使在细线到竖直位置时，小球的速度刚好为零。

Answer 1

（1）正电荷，。

（2）。

解析:

（1）由受力平衡可得：，，小球带正电荷。

（2）解法（一）由动能定理可知：，，又因为 ，则所以，得：。

解法（二）利用等效场（重力和电场力所构成的复合场）当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平衡的位置为复合场的平衡位置，即“最低”位置，小球的振动关于该平衡位置对称，可知。