Question

（10分）如圖所示，質量為1.0g的帶電小球，用長為的繩線懸掛在平行板電容器之間，懸掛點為C，兩板電壓為40V，板間距10cm，小球在A點處于平衡狀態懸線和豎直方向夾角為37°。問：

（1）小球電量多少?是正電還是負電?

（2）若把小球拉到θ＝53°的B點，此時小球受到的水平拉力為多大?

（3）若使小球從B點靜止釋放，擺到最低點O時，懸線的拉力多大?

 

Answer 1

【答案】

（1）負電，；（2）2.1×10^－2N；（3）0.03N。

【解析】分析和解答：（1）小球帶負電， ， 

（2）水平拉力，T=qE+mg·tan53，   T=2.1×10^－2N

（3）mgl (1－cos53°)+qEl·sin53°= ，T－mg=，T=0.03N。

本題考查帶電粒子在勻強電場中的運動，小球靜止時所受重力、電場力和繩子的拉力平衡，由力的分解或合成可求得電場力大小，從而求得電荷所帶電量，同理把小球拉到53°位置時電場力與重力的合力等于繩子的拉力，由力的合成可求得繩子拉力大小，如果把小球從B點由靜止釋放，由動能定理可求得最低點時速度大小，再由最低點沿半徑方向的合力提供向心力可求得繩子拉力大小