Question

【题目】如图所示，一质量为m的带电小球，用长为l的绝缘细线悬挂在水平向右，场强为E的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成 角（ <45°）

（1）求小球带何种电性及所带电荷量大小；

（2）如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下，带电小球将怎样运动？要求说明理由。

（3）电场方向改变后，带电小球的最大速度值是多少？

Answer 1

【答案】（1） （2）如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下，带点小球将在竖直平面沿斜下方向做圆弧摆动。（3）

【解析】

（1）小球带负电，带电小球处于平衡状态，有：qE-mgtanθ=0 ①
解得：q= ②

（2）如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下，则电场力向上，因开始时 <45°，则qE<mg，电场力和重力的合力方向向下，则带电小球将在竖直平面沿斜下方向沿圆弧摆下，做圆周运动．（或沿圆弧摆下然后沿圆弧来回运动）；

（3）带电小球到最低点时速度最大，设小球的最大速度为vm，小球摆下过程中重力做正功，电场力做负功，由动能定理得：mgl（1-cosθ）-qEl（1-cosθ）= ③

联立①③式得：vm＝