如图所示,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。将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向是水平的,已知当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平

◎ 题目

如图所示,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。将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向是水平的,已知当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平衡,问:

(1)小球带何种电荷?求小球所带电量。
(2)如果细线的偏角由α增大到,然后将小球由静止开始释放,则应多大,才能使在细线到竖直位置时,小球的速度刚好为零。

◎ 答案

(1)正电荷,
(2)

◎ 解析

(1)由受力平衡可得:,小球带正电荷。
(2)解法(一)由动能定理可知:,又因为,则所以,得:
解法(二)利用等效场(重力和电场力所构成的复合场)当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平衡的位置为复合场的平衡位置,即“最低”位置,小球的振动关于该平衡位置对称,可知

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,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。将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向是水平的,已知当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平…”主要考查了你对  【电势差与电场强度的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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