Question

如圖，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．將它置于一電場強度大小為E、方向水平的勻強電場中．已知當細線離開豎直線的偏角為α=30°時，小球處于平衡，問：

（1）小球帶何種電荷？所帶電荷量

（2）如果細線的偏角由α增大到θ=60°，然后將小球由靜止釋放，則在細線擺到豎直位置時，小球的速度為多大？

Answer 1

                                                                            

考點：  共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用；電場強度．

專題：  共點力作用下物體平衡專題．

分析：  （1）小球在電場中受到重力、電場力和細線的拉力而處于平衡狀態(tài)．根據(jù)細線偏離的方向，分析電場力方向，確定小球的電性．根據(jù)平衡條件和電場力公式F=qE，列方程求出小球所帶的電量．

（2）根據(jù)動能定理求出細線擺到豎直位置時小球的速度．

解答：  解：（1）由圖可知，小球所受電場力方向水平向右，場強也水平向右，則小球帶正電荷．

以小球為研究對象，分析受力，作出受力示意圖如圖．根據(jù)平衡條件得：

qE=mgtanα

則：q=

（2）根據(jù)動能定理得，

mgL（1﹣cos60°）﹣qELsin60°=

qE=

聯(lián)立兩式解得，v=0．

答：（1）小球帶正電，電量為．

（2）細線擺到豎直位置時，小球的速度為0．

點評：  本題整合了物體的平衡、牛頓第二定律和動能定理等多個規(guī)律，分析受力是基礎，要培養(yǎng)分析受力情況、作力圖的習慣．