Question

【題目】如圖所示，一條長(zhǎng)為L的絕緣細(xì)線，上端固定，下端系一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)小球平衡時(shí)，懸線與豎直方向的夾角α＝45°。

（1）小球帶何種電荷？電荷量為多少？

（2）若將小球向左拉至懸線呈水平位置，然后由靜止釋放小球，則放手后小球做什么運(yùn)動(dòng)？經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)最低點(diǎn)？

Answer 1

【答案】（1）帶正電；

（2）放手后小球?qū)⒆鰟蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)；

【解析】試題分析：（1）由偏轉(zhuǎn)方向可知，小球帶正電；如圖所示由題意可知，小球所受合力為：F合＝mg

小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等，故有：qE=mg

所以小球所帶的電荷量為：

（2）將小球向左拉到水平處可知小球所受重力和電場(chǎng)力的合力沿圖中虛線方向，而繩在水平方向?qū)η驘o彈力，故小球?qū)⒀靥摼�方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知，小球的加速度為：；到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，小球的位移為L，根據(jù)初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：L＝at2

可得小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：