Question

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，将它置于匀强电场中，电场强度大小为E，方向是水平的，已知当细线偏离竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡，求：

(1)小球带何种电荷？求出所带电量；

(2)如果使细线的偏角由α增大到，然后将小球由静止释放，则应为多大，才能使细线到达竖直位置时，小球的速度刚好为零．

Answer 1

答案：
解析：

巧解分析：(1)小球受三个力作用，重力mg，电场力qE，绳的拉力T，当偏角为α时，小球平衡，重力与电场力的合力与绳的拉力是一对平衡力，由图可知qE＝mgtanα，E＝mgtanα/q，小球受到的电场力与电场方向相反，小球带负电． (2)小球受到的电场力是一个恒力，重力也是一个恒力，它们的合力也是一个恒力．故可将F看作为等效重力，小球在偏离平衡位置后在等效重力F的作用下摆动，由于摆动相对平衡位置具有对称性，摆线向上偏离平衡位置的角度应为α，故＝2α．

提示：

命题意图：本题考查带电粒子在复合场中的运动问题．