Question

【題目】用一條絕緣細線懸掛一個帶電小球，細線長L=0.2m，小球質(zhì)量，電荷量�，F(xiàn)加一水平方向的勻強電場，小球靜止于O點時絕緣細線與豎直方向的夾角，如圖所示。試求：

（1）該勻強電場的電場強度的大小；

（2）若將小球沿圓弧OA拉至懸點正下方A點自由釋放后，小球作往復(fù)運動，則經(jīng)過O點時小球的速度是多少？

（3）在第（2）問中，經(jīng)過O點時，細線對小球的拉力又為多大？

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：(1) 小球受重力、拉力、電場力三個力處于平衡狀態(tài)．根據(jù)受力圖，利用合成法求出電場力的大小．根據(jù)電場強度的定義式求電場強度；

(2)(3) A到O的過程中，電場力做正功，重力做負功，根據(jù)動能定理求出小球的速度，拉力與重力、電場力的合力提供向心力，求出拉力。

(1) 小球受力平衡時，受到重力、電場力與繩子的拉力，其中：qE=mgtanθ

所以：；

(2) A到O的過程中，電場力做正功，重力做負功，設(shè)細線的長度為L，則：

解得：；

(3) A到O的過程中，電場力做正功，重力做負功，設(shè)細線的長度為L，則：

在O點：

聯(lián)立以上兩式，解得：F=0.35N；

點晴：解決本題的關(guān)鍵進行正確的受力分析和拉力與重力、電場力的合力提供向心力，然后根據(jù)共點力平衡求出電場強度與細繩上的拉力。