如图,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.将它置于一电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中.已知当细线离开竖直线的偏角为α=30°时,小球处于平衡,问:

◎ 题目

如图,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.将它置于一电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中.已知当细线离开竖直线的偏角为α=30°时,小球处于平衡,问:
(1)小球带何种电荷?所带电荷量多少?
(2)如果细线的偏角由α增大到θ=60°,然后将小球由静止释放,则在细线摆到竖直位置时,小球的速度为多大?
魔方格

◎ 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.
魔方格

以小球为研究对象,分析受力,作出受力示意图如图.根据平衡条件得:
qE=mgtanα
则:q=
mgtanα
E
=

3
mg
3E

(2)根据动能定理得,
mgL(1-cos60°)-qELsin60°=
1
2
mv2-0

qE=

3
3
mg

联立两式解得,v=0.
答:(1)小球带正电,电量为

3
mg
3E

(2)细线摆到竖直位置时,小球的速度为0.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,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.将它置于一电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中.已知当细线离开竖直线的偏角为α=30°时,小球处于平衡,问:…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】,【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。

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