Question

（10分）如图所示，质量为1.0g的带电小球，用长为的绳线悬挂在平行板电容器之间，悬挂点为C，两板电压为40V，板间距10cm，小球在A点处于平衡状态悬线和竖直方向夹角为37°。问：

（1）小球电量多少?是正电还是负电?

（2）若把小球拉到θ＝53°的B点，此时小球受到的水平拉力为多大?

（3）若使小球从B点静止释放，摆到最低点O时，悬线的拉力多大?

Answer

（1）负电，；（2）2.1×10－2N；（3）0.03N。

【解析】分析和解答：（1）小球带负电， ， 

（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。

本题考查带电粒子在匀强电场中的运动，小球静止时所受重力、电场力和绳子的拉力平衡，由力的分解或合成可求得电场力大小，从而求得电荷所带电量，同理把小球拉到53°位置时电场力与重力的合力等于绳子的拉力，由力的合成可求得绳子拉力大小，如果把小球从B点由静止释放，由动能定理可求得最低点时速度大小，再由最低点沿半径方向的合力提供向心力可求得绳子拉力大小