Question

1．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)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(shí)處于O′點(diǎn)．現(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球靜止在A點(diǎn)時(shí)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(chǎng)的電場(chǎng)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(dòng)到A點(diǎn)時(shí)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(chǎng)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(chǎng)力的大小，從而算出電場(chǎng)強(qiáng)度．根據(jù)動(dòng)能定理求出小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度．

解答 解：（1）由題意可知，小球受到的電場(chǎng)力方向向右，電場(chǎng)方向向右，所以小球帶正電．
（2）小球受三個(gè)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(guò)程中重力和電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)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(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為$\frac{mgtanθ}{q}$．    
（3）小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為$\sqrt{\frac{2gl（1-cosθ）}{cosθ}}$

點(diǎn)評(píng) 對(duì)小球進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析，再運(yùn)用三力平衡條件來(lái)進(jìn)行力的處理，根據(jù)動(dòng)能定理求出小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度．