Question

高中物理电学

一带电量为+Q的电荷固定在真空中，形成发散型电场，现有一质量为m的带电微粒，在此电荷附近做匀速圆周运动，周期为T，微粒重力不能忽视。求：
（1）微粒所带电荷种类；
（2）点电荷+Q与微粒运动轨迹所在平面的距离。
请回答详细点，要的是理由而不是答案，谢谢。

Answer 1

解：
1.带负电，因为作圆周运动要收向心力作用，而且方向一定指向圆心，正负相吸，所以带负电.
2.带电微粒受两个力：重力G=mg和库仑力f=KQq/r^2.（r为匀速圆周运动的圆的半径）.这两个力的合力给微粒提供了向心力，则：
F^2=G^2+f^2.
F=mv^2/r.
T=2(pi)*r/v.
解上述式子得r.
设带电微粒到点电荷+Q的这条直线与匀速圆周运动平面的夹角为a，则：
cosa=G/f.
得tana=f/[（G^2-f^2）的根号].
所以最重要求的距离：
d=r*tana.
最终的式子比较复杂，我就不打出来了。结果是Q、q、m、g、K、T、pi的一个表达式.这里你应该捎给了一个条件就是带电微粒带电量的大小q.（pi是常数，为3.1415926...）

Answer 2

(1)微粒所带电荷为负电荷
因为作匀速圆周运动，必须要有吸引力提供向心力
（2）
电场力F=KQq/r^2
向心力f=电场力F
向心力f=m4π^2r/T^2
所以：KQq/r^2=m4π^2r/T^2
r=三次方根（KQqT^2/4mπ^2)