Question

【題目】一長為l且不可伸長的絕緣細線，一端固定于O點，另一端拴一質量為m、帶電量為q的小球，處于勻強電場中，開始時，將線在水平位置拉直，小球靜止在A點，如圖所示。釋放小球，小球由靜止開始向下擺動，當小球擺到B點時速度恰好為零。

（1）判斷小球所帶電荷的性質；

（2）求勻強電場的場強大小。

Answer 1

【答案】（1）小球帶正電 （2）

【解析】

類比單擺，小球從A點靜止釋放，運動到B點速度為0，說明弧AB的中點是運動的最低點，對小球進行受力分析，小球處在弧線中點位置時切線方向合力為零，再根據幾何關系可以求出Eq。

(1)小球從A運動到B由動能定理可知，，由于重力做正功，所以電場力做負功，由此可可，小球應帶正電；

(2) 類比單擺，根據對稱性可知，小球處在弧線中點位置時切線方向合力為零，此時細線與水平方向夾角恰為30°，根據三角函數關系可得：qEsin30°=mgcos30°，化簡可得：

解得：。