一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电小球静止场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成37°角,...
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问题详情:
一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电小球静止场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成37°角,(重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
①小球的带电*质;
②小球的带电量;
③现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,求小球经过最低点时的速度和丝线的拉力.
【回答】
解:①由平衡条件可判断小球一定受水平向右的电场力,电场力与电场强度方向相同,故小球带正电.
②小球的受力示意图如上所示,根据平衡条件得:qE=mgtan37°①
得 q==
③将该电场方向变为向下但大小不变,小球所受的电场力方向也将变到向下方向,小球开始向下摆动,根据动能定理得:
(mg+qE)L(1﹣cos37°)= ②
由①②解得:小球经过最低点时的速度 v= ③
在最低点,由细线的拉力和重力、电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
T﹣mg﹣qE=m ④
由③④解得:T=mg
答:
①小球带正电.
②小球的带电量为;
③现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,小球经过最低点时的速度为,丝线的拉力为mg.
知识点:电场 电场强度
题型:计算题
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