问题 计算题

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。

答案

(1)正 (2)(3)

题目分析:(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

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

 

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