如图所示,一长为L的丝线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ时,小球处于平衡状态,试问:(1)小球的带电荷量q多大?(2)若细线的偏角从θ增加
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/23 19:05:26
如图所示,一长为L的丝线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ时,小球处于平衡状态,试问:(1)小球的带电荷量q多大?(2)若细线的偏角从θ增加
如图所示,一长为L的丝线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ时,小球处于平衡状态,试问:(1)小球的带电荷量q多大?(2)若细线的偏角从θ增加到φ,然后由静止释放小球,φ为多大时才能使细线到达竖直位置时小球速度恰好为零?
如图所示,一长为L的丝线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ时,小球处于平衡状态,试问:(1)小球的带电荷量q多大?(2)若细线的偏角从θ增加
第一问静态平衡,受力分析,绳拉力T,重力mg,电场力qE,水平方向:Tsinθ=mg,竖直方向:Tcosθ=qE,联立求得q(不做赘述).第二问,对从静止到速度减为零过程,由动能定理列出方程:0=mgL(1-cosφ)-qELsinφ,联立问题一答案,得:1-cosφ=sinφtanθ
1,对球受力分析易得tana=Eq/mg得q=mgtana/E 2,对球其等效重力恒定
1、mgtanθ=Eq
2、2θ(单摆问题)
(1)由平衡条件得:小球受到三个力而平衡,合力为0 .所以有tanθ=qE/mg q=mgtanθ/E (2)若细线的偏角增加到φ时,到达竖直位置的过程中,下降高度为h=Lcosφ 水平距离为x=Lsinφ 对这二个位置之间的过程使用动能定理: mgh-qEx=0-0 mgLcosφ=mgtanθ/E*E*Lsinφ mgLcosφ=mgtanθ*Lsinφ cosφ=tanθ*sinφ cosφ/sinφ=tanθ ctanφ=tanθ φ为ctanφ=tanθ时才能使细线到达竖直位置时小球速度恰好为零.