Question

【題目】用一條絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)帶電小球，細(xì)線長L=0.2m，小球質(zhì)量m=2.0×10-2kg，電荷量q=+1.0×10-8C．現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場，小球靜止于O點(diǎn)時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角θ=37°，如圖所示．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，）試求：

(1)該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小；

(2)若將小球沿圓弧OA拉至懸點(diǎn)正下方A點(diǎn)自由釋放后，小球作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)小球的速度是多少？

(3)在第(2)問中，經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)，細(xì)線對小球的拉力又為多大？

Answer 1

【答案】（1）1.5×107N/C（2）1m/s（3）0.35N

【解析】（1）小球受力平衡時(shí)，受到重力、電場力與繩子的拉力，其中：qE=mgtanθ
所以：E＝=1.5×107N/C
（2）A點(diǎn)→O點(diǎn)，設(shè)絕緣細(xì)線長為L，
依據(jù)動(dòng)能定理，則有：qELsinθ-mgL（1-cosθ）=mv2，
解得：v=1m/s
（3）在O點(diǎn)，依據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合向心力表達(dá)式，
則有： ，
解得：F拉=0.35N