Question

如圖所示，一條長為L的細線上端固定，下端拴一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于勻強電場中，電場強度大小為E，方向是水平的，已知當細線偏離豎直位置的偏角為α時，小球處于平衡，求：

(1)小球帶何種電荷？求出所帶電量；

(2)如果使細線的偏角由α增大到，然后將小球由靜止釋放，則應為多大，才能使細線到達豎直位置時，小球的速度剛好為零．

Answer 1

答案：
解析：

巧解分析：(1)小球受三個力作用，重力mg，電場力qE，繩的拉力T，當偏角為α時，小球平衡，重力與電場力的合力與繩的拉力是一對平衡力，由圖可知qE＝mgtanα，E＝mgtanα/q，小球受到的電場力與電場方向相反，小球帶負電． (2)小球受到的電場力是一個恒力，重力也是一個恒力，它們的合力也是一個恒力．故可將F看作為等效重力，小球在偏離平衡位置后在等效重力F的作用下擺動，由于擺動相對平衡位置具有對稱性，擺線向上偏離平衡位置的角度應為α，故＝2α．

提示：

命題意圖：本題考查帶電粒子在復合場中的運動問題．