Question

【題目】如圖所示，長l=1 m的輕質細繩上端固定，下端連接一個可視為質點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ=37°．已知小球所帶電荷量q=1.0×10–6 C，勻強電場的場強E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：

（1）小球所受電場力F的大小和小球的質量m；

（2）將小球拉至最低點由靜止釋放，小球回到繩與豎直方向的夾角θ=37°時速度v的大小；

（3）在（2）所述情況下小球通過繩與豎直方向的夾角θ=37°時繩中張力T的大小．

Answer 1

【答案】（1）F= 3.0×10-3 N m=4.0×10–4 kg （2） （3）T=7.0×10-3 N

【解析】

（1）小球受到的電場力的大小為：

F=qE=1.0×10–6×3.0×103N =3.0×10-3 N

小球受力如圖所示：

根據平衡可知：

解得：

m=4.0×10–4 kg

（2）將小球拉至最低點由靜止釋放，小球回到繩與豎直方向的夾角θ=37°時根據動能定理有

解得：

（3）沿繩方向根據牛頓第二定律可知

解得：

T=7.0×10-3 N