Question

（12分）用一根长为L的丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球，小球静止在水平向右的匀强电场中,如图丝线与竖直方向成53⁰角,现突然将该电场方向变为向下但大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：

(1)匀强电场的电场强度的大小；

(2)小球经过最低点时丝线的拉力．

 

Answer 1

【答案】

（1）4mg/3q；（2）0.42mg

【解析】

试题分析：(1)小球带正电，由平衡条件得：mgtan37°＝qE    ①故E＝4mg/3q.②

(2)当电场方向变成向下后，小球开始摆动做圆周运动，重力、电场力对小球做正功．由动能定理得：mv²＝(mg＋qE)l(1－cos53°)     ③

由圆周运动知识，在最低点时，F_向＝F_T－(mg＋qE)＝④

由③④解得：F_T＝4.2mg.

考点：动能定理、圆周运动、共点力平衡、静电场