Question

如图，一条长为L的的绝缘细 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，一条长为L的的绝缘细 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 竖直方向呈45°角。
（1）小球带何种电荷？电荷量 为多少？（2）小球所受重力，电场力的合力大小，方向。
（3）若将小球向左拉至悬 线水平位置，由静止开始释放小 球，则放手后小球做什么运动。经 过多长时间到达最低点。

Answer 1

 

 

1、如图，受力平衡时，Eq/mg=tan45度=1

所以Eq=mg

q=mg/E

小球带正电

2、mg/F合=sin45度

所以F合=√2mg

方向如图所示。

3、释放小球后小球受电场力和重力作用做匀加速直线运动，由于电场力和重力没变，所以合力方向仍是沿45度方向。

F合=ma

所以a=F合/m=√2g

运动到A点时细线将被拉直，细线提供一个向心力，小球继续向右沿圆弧摆动。

到达A点时的位移s=√2L

同时由加速度和位移的关系，s=0.5at^2

代入s和a的值可得t=√(2L/g)