如图,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.将它置于一电场强度大小为E、方向水平的

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-12
如图,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.将它置于一电场强度大小为E、方向水平的

(1)由图可知,小球所受电场力方向水平向右,场强也水平向右,则小球带正电荷. 以小球为研究对象,分析受力,作出受力示意图如图.根据平衡条件得:qE=mgtanα则:q= mgtanα E = 3 mg 3E (2)根据动能定理得,mgL(1-cos60°)-qELsin60°= 1 2 m v 2 -0 qE= 3 3 mg 联立两式解得,v=0.答:(1)小球带正电,电量为 3 mg 3E .(2)细线摆到竖直位置时,小球的速度为0.

分析:在小球处在平衡位置静止时,它受到重力mg,电场力F(水平向右),绳子拉力T,合力为0。
显然,tanα=F / (mg) ,即 tan45度=F / (mg)
得 F=mg
重力与电场力的合力方向是斜向下偏右(与竖直方向成45度角)。

  当把小球向左拉至悬线呈水平位置,然后由静止释放小球,小球必是先沿斜向下偏右(与竖直方向成45度角)的方向做初速为0的匀加速直线运动(绳子呈松驰状态)。当绳子刚被拉直时,小球到达最低点,此时绳子呈竖直。然后继续向右侧沿圆弧摆动。
  设小球在放手后,经时间 t 到达最低点(这个过程是做匀加速直线运动)。
则加速度是 a=F合 / m=(根号2)g   (因重力与电场力大小相等、方向相互垂直)
合运动位移是 S=(根号2)L
所以由 S=a* t^2 / 2 得
(根号2)L=[ (根号2)g ] * t^2 / 2
那么所求的时间是 t =根号(2L / g)

小球受力如图所示,根据平衡知,电场力的方向水平向右,则小球带正电.
根据平衡知,qE=mgtanα,
解得q=
mgtanα
E

故答案为:正,
mgtanα
E