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    如图13-12-5所示，一条长为L的细线，上端固定，将它置于一匀强电场中，场强大小为E,水平向右.已知当细线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡状态.

    (1)小球带何种电荷？

    (2)如果是细线的偏角由α增大到，然后由静止释放，则应为多大，才能使细线达到竖直位置时，小球的速度刚好为零？

    (3)如果将小球向左方拉成水平，此时线被拉直，那么放手后小球将做怎样的运动？小球开始运动后经多长时间线又被拉直？

    (1)分析小球受力如图13-12-6所示，由电场力与场强方向的关系，可知小球带正电.由力的平衡有：mgtanα=qE

    解得q=.

    (2)小球从细线偏角的位置运动到竖直位置的过程，线的拉力不做功，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得

    mgL(1－cos)－qELsin=0

    即  =tanα，

    tan=tanα, =2α.

    (3)小球受力分析如图13-12-7所示，由于小球所受重力、电场力均为恒力且由静止释放，故小球将沿合力方向做初速度为零的匀加速直线运动.当线被拉直时，小球运动的位移为：

    s=2Lsinθ

    小球的加速度为

    a=

    由s=at2得

    t=.

     


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    图13-12

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