Question

如圖所示，一質(zhì)量為m的帶電小球，用長為l的絕緣細線懸掛在水平向右，場強為E的勻強電場中，靜止時懸線與豎直方向成角（<45°）

（1）求小球帶何種電性及所帶電荷量大��；
（2）如果不改變電場強度的大小而突然將電場的方向變?yōu)樨Q直向下，帶電小球?qū)⒃鯓舆\動？要求說明理由。
（3）電場方向改變后，帶電小球的最大速度值是多少？
 

Answer 1

（1）        （2）小球豎直平面沿斜向下方向做圓周（圓弧或來回擺動）運動。突然將電場的方向變不豎直向下時，由于，其重力和電場力的合力方向豎直向下，與懸線的夾角為鈍角，由于懸線不能伸長，故小球在豎直平面內(nèi)沿圓弧擺下，做圓周運動。（或沿圓弧擺下然后沿圓弧來回擺動）。          
（3）

（1）小球帶負電（2分）

設帶電小球所帶電荷量的大小為q，
帶電小球受重力mg、電場力F_電和
細線拉力T，帶電小球處于平衡狀態(tài)，有
 ①（2分）
 ②（4分）
（2）小球豎直平面沿斜向下方向做圓周（圓弧或來回擺動）運動。（2分）
突然將電場的方向變不豎直向下時，由于，其重力和電場力的合力方向豎直向下，與懸線的夾角為鈍角，由于懸線不能伸長，故小球在豎直平面內(nèi)沿圓弧擺下，做圓周運動。（或沿圓弧擺下然后沿圓弧來回擺動）。（2分，只要敘述正確有理都可給分）
（3）帶電小球到最代點時速最大，設小球的最大速度為v_m。小球擺下過程中重力做正功，電場力做負功，由動能定理得
 ③（3分）
聯(lián)立①③式得： （3分）