Question

如图所示，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

如图所示，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 ，方向是水平的，已知当细线离开竖直的位置偏角为 α 时，小球处于平衡，问： （1）小球带何种电荷？求小球所带电量。（2）如果细线的偏角由 α 增大到 ，然后将小球由静止开始释放，则 应多大，才能使在细线到竖直位置时，小球的速度刚好为零。





Answer 1

（1）正电荷， 。 （2） 。

（1）由受力平衡可得： ， ，小球带正电荷。 （2）解法（一）由动能定理可知： ， ，又因为 ，则 所以 ，得： 。 解法（二）利用等效场（重力和电场力所构成的复合场）当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平衡的位置为复合场的平衡位置，即“最低”位置，小球的振动关于该平衡位置对称，可知 。