Question

如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平

如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，悬线与竖直方向的夹角为45°．（1）小球带何种电荷？电荷量为多少？（2）若将小球向左拉至悬线成水平位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点．

Answer 1

（1）小球受力方向与电场线相同，则为正电，如图所示由题意可知，
      
 小球所受合力为：F_合=

2

mg
小球所受电场力与重力大小相等，故有：qE=mg
所以小球所带的电荷量为：q=

mg

E

（2）将小球向左拉到水平处
可知小球所受重力和电场力的合力沿图中虚线方向，而绳在水平方向对球无弹力，故小球将沿虚线方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知，小球的加速度为：
    a=

F

m

＝

2

g
到达最低点时，小球的位移为

2

L，根据初速度为0的匀加速直线运动规律有：

2

L＝

1

2

2

gt2
可得小球运动时间为：t=

2L

g

答：（1）正电，电荷量为；

mg

E

   （2）小球经时间t=

2L

g

到达最低点．