题目

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，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°的点，CB保持水平时受到的拉力为多大？ （3） 若把BC剪断，小球摆到最低点O时，悬线的拉力多大？ 答案： 解：电场力向左，场强向右，故小球带负电； 对小球受力分析，受重力、细线的拉力和电场力，如图所示，根据共点力平衡条件，有 qEmg =tan37° E=Ud   解得 q=mgdtan37∘U=1.0×10−3×10×0.75×0.140=1.875×10−5C 解：设水平拉力为F，绳的拉力为T，受力分析，如图所示，根据共点力平衡条件有：F=qE+Tsin53 Tcos53°=mg 联立解得F=2.1×10−2N 解：从B点到小球摆到最低点O的过程中运用动能定理得：mgl(1−cos53°)+qEl⋅sin53°= 12mv2 根据牛顿第二定律得T−mg=m v2l   联立解得T=0.03N

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