Question

9．如圖所示，一長為L的絲線上端固定，下端拴一質量為m的帶電小球，將它置于一水平向右的勻強電場E中，當細線偏角為θ時，小球處于平衡狀態(tài)，試問：
（1）小球的帶正電還是帶負電？
（2）小球的帶電荷量q多大？
（3）若細線的偏角從θ增加到φ，然后由靜止釋放小球，φ為多大時才能使細線到達豎直位置時小球速度恰好為零？

Answer 1

分析 由題細線向右偏離豎直方向，小球受到的電場力水平向右，根據(jù)電場力方向與電場強度方向的關系，判斷小球的電性．根據(jù)平衡條件求出電量．

解答 解：（1）根據(jù)平衡條件可知，小球受電場力方向與場強方向相同，則小球帶正電；
（2）由平衡條件得
Eq=mgtanα        ①
則，q=$\frac{mgtanα}{E}$   ②
（3）將小球由靜止釋放過程中，重力做正功，電場力做負功，動能的變化量為零，根據(jù)動能定理得
mgL（1-cosφ）-EqLsinφ=0    ③
聯(lián)立②③式得
φ=2θ   ④
答：（1）小球的帶正電；
（2）小球的帶電荷量q為$\frac{mgtanα}{E}$；
（3）若細線的偏角從θ增加到φ，然后由靜止釋放小球，φ為2θ時才能使細線到達豎直位置時小球速度恰好為零．

點評 解決本題的關鍵是正確地進行受力分析，利用共點力平衡進行求解．