如图所示,小球的质量为m,悬挂小球的丝线与竖直方向成θ角时,小球恰好在场强为E的匀强电场中静止不动,丝线长度为L.(1)小球带何种电荷,电量是多少?(2)将小球从图示位置拉回

◎ 题目

如图所示,小球的质量为m,悬挂小球的丝线与竖直方向成θ角时,小球恰好在场强为E的匀强电场中静止不动,丝线长度为L.
(1)小球带何种电荷,电量是多少?
(2)将小球从图示位置拉回到悬线竖直的方向电势能如何变化?
(3)若将小球从竖直方向成θ角的位置缓慢拉回到悬线竖直的方向,则拉力做功多少?
魔方格

◎ 答案

解(1)对小球进行受力分析,
魔方格
由电场力的方向可确定小球带正电,且电量为:
q=
F
E
=
mgtanθ
E

(2)小球从图示位置拉回到悬线竖直的方向,在电场力方向向右,而位移方向向左,故电场力做负功,所以小球的电势能增加.
(3)小球从竖直方向成θ角的位置缓慢拉回到悬线竖直的方向,
根据动能定理可得:WF+mgh-qEd=0
则有:WF=qELsinθ-mgL(1-cosθ)
将电场强度代入上式可得:WF=mgL(
1
cosθ
-1

答:(1)小球带正电
mgtanθ
E

(2)电势能增加
(3)拉力做功mgL(
1
cosθ
-1

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,小球的质量为m,悬挂小球的丝线与竖直方向成θ角时,小球恰好在场强为E的匀强电场中静止不动,丝线长度为L.(1)小球带何种电荷,电量是多少?(2)将小球从图示位置拉回…”主要考查了你对  【动能定理】,【电场强度的定义式】,【电势能】  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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