Question

8．如图所示，质量为m，电荷量为q的小球用绝缘细线悬挂在0点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态，悬线长L，悬线与竖直夹角60°．
（1）小球带何种电性？
（2）匀强电场E的大小？
（3）若突然撤去电场，求悬线对小球的最大拉力？

Answer 1

分析 （1）对小球受力分析，判断出电性
（2）根据共点力平衡，求出电场强度大小
（3）根据动能定理求的到达最低端的速度，由牛顿第二定律求的最大拉力

解答 解：（1）小球受到向右的电场力，故小球带正电；
（2）由平衡条件下知：qE=mgtan60°解得E=$\frac{\sqrt{3}mg}{q}$
（3）由机械能守恒定律知：mgl（1-cos60°）=$\frac{1}{2}$mv²
在最低点由牛顿第二定律知：F-mg=$\frac{m{v}^{2}}{L}$
解得：F=2mg
答：（1）小球带正电
（2）匀强电场E的大小为$\frac{\sqrt{3}mg}{q}$
（3）若突然撤去电场，悬线对小球的最大拉2mg

点评 解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡和动能定理及牛顿第二定律进行求解