◎ 题目

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，方向水平向右．已知当细线离开竖直位置的偏角为α为30°时，小球处于平衡，如图所示．问： （1）小球带何种电荷？ （2）小球所带的电量是多少？ （3）如果细线的偏角由α向右增大到90°，然后将小球由静止开始释放，则小球运动到悬点正下方位置时，绳上拉力多大？

◎ 答案

（1）由图可知，小球所受电场力方向水平向右，场强也水平向右，则小球带正电荷． （2）以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图．根据平衡条件得      qE=mgtanα 得到q= 3 mg 3E （3）将细线的偏角由α向右增大到90°，由静止开始释放后，设小球运动到到悬点正下方位置时速度为v，根据动能定理得      mgL-qEL= 1 2 mv2 又qE=mgtanα 得到mgL-mgLtanα= 1 2 mv2① 又由牛顿第二定律得，T-mg=m v2 L ② 联立①②解得     T=（3- 2 3 3 ）mg 答： （1）小球带正电荷． （2）小球所带的电量是 3 mg 3E ． （3）如果细线的偏角由α向右增大到90°，然后将小球由静止开始释放，小球运动到悬点正下方位置时，绳上拉力是（3- 2 3 3 ）mg．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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，方向水平向右．已知当细线离开竖直位置的偏角为α为30°时，小球处于平衡，如…”主要考查了你对  【向心力】，【共点力的平衡】，【牛顿第二定律】，【电场强度的定义式】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。