Question

【题目】如图所示，质量为1.0g的带电小球，用长为的绳线悬挂在平行板电容器之间，两板电压为40V，板间距10cm，小球在A点处于平衡状态悬线和竖直方向夹角为37°.问：

（1）小球电量多少?是正电还是负电？若把小球拉到θ＝53°的B点，静止时受到的水平拉力为多大?

（2）将小球从B点由静止释放，摆到最低点O时，对悬线的拉力多大?

Answer 1

【答案】（1）小球带负电， T=2.1×10－2N （2）T=0.03N

【解析】

(1)电场力向左，场强向右，故小球带负电；

对小球受力分析，受重力、细线的拉力和电场力，如图所示：

根据共点力平衡条件，有：

=tan37

E=U/d

解得：q=mgtan37/E==1.875×105C；

设水平拉力为F，绳的拉力为T，受力分析，如图所示：

根据共点力平衡条件，有：

F=qE+Tsin530①

Tcos530=mg②

联立①②解得：F=2.1×102N；

(3)从B点到小球摆到最低点O的过程中运用动能定理得：

mgl(1cos53)+qElsin53=③

根据牛顿第二定律,得：Tmg=m④

联立③④解得：T=0.03N