Question

1．如圖所示，長為L的絕緣細(xì)線一端懸于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m、帶電荷+q的小球，小球靜止時處于O′點(diǎn)．現(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強(qiáng)電場中，小球靜止在A點(diǎn)時細(xì)線與豎直方向成θ角．求：
（1）小球帶什么電？
（2）該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大��；
（3）若將小球求從O′點(diǎn)由靜止釋放，則小球運(yùn)動到A點(diǎn)時的速度υ多大？

Answer 1

分析 根據(jù)小球受力與所處于的位置可確定電場力的方向，再依據(jù)小球受力平衡條件，利用力的合成與分解可求出電場力的大小，從而算出電場強(qiáng)度．根據(jù)動能定理求出小球經(jīng)過最低點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）由題意可知，小球受到的電場力方向向右，電場方向向右，所以小球帶正電．
（2）小球受三個力作用處于平衡狀態(tài)，有：tanθ=$\frac{qE}{mg}$
可得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$．    
（3）小球從水平位置到豎直方向的過程中重力和電場力做功，根據(jù)動能定理得：
mgL（1-cosθ）-qELsinθ=$\frac{1}{2}$mv2
聯(lián)立解得：
v=$\sqrt{\frac{2gl（1-cosθ）}{cosθ}}$
答：（1）小球帶正電
（2）勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的大小為$\frac{mgtanθ}{q}$．    
（3）小球經(jīng)過A點(diǎn)時的速度為$\sqrt{\frac{2gl（1-cosθ）}{cosθ}}$

點(diǎn)評 對小球進(jìn)行受力分析與運(yùn)動分析，再運(yùn)用三力平衡條件來進(jìn)行力的處理，根據(jù)動能定理求出小球經(jīng)過最低點(diǎn)的速度．