Question

【题目】用一条绝缘细线悬挂一个带电小球，细线长L=0.2m，小球质量，电荷量。现加一水平方向的匀强电场，小球静止于O点时绝缘细线与竖直方向的夹角，如图所示。试求：

（1）该匀强电场的电场强度的大小；

（2）若将小球沿圆弧OA拉至悬点正下方A点自由释放后，小球作往复运动，则经过O点时小球的速度是多少？

（3）在第（2）问中，经过O点时，细线对小球的拉力又为多大？

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】试题分析：(1) 小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态．根据受力图，利用合成法求出电场力的大小．根据电场强度的定义式求电场强度；

(2)(3) A到O的过程中，电场力做正功，重力做负功，根据动能定理求出小球的速度，拉力与重力、电场力的合力提供向心力，求出拉力。

(1) 小球受力平衡时，受到重力、电场力与绳子的拉力，其中：qE=mgtanθ

所以：；

(2) A到O的过程中，电场力做正功，重力做负功，设细线的长度为L，则：

解得：；

(3) A到O的过程中，电场力做正功，重力做负功，设细线的长度为L，则：

在O点：

联立以上两式，解得：F=0.35N；

点晴：解决本题的关键进行正确的受力分析和拉力与重力、电场力的合力提供向心力，然后根据共点力平衡求出电场强度与细绳上的拉力。