Question

如圖所示，長為l的絕緣細線一端懸于O點，另一端系一質量為m、電荷量為q的小球．現將此裝置放在水平向右的勻強電場中，小球靜止在A點，此時細線與豎直方向成37°角．重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）判斷小球的帶電性質；
（2）求該勻強電場的電場強度E的大小；
（3）若將小球向左拉起至與O點處于同一水平高度且細繩剛好張緊，將小球由靜止釋放，求小球運動到最低點時的速度大小．

Answer 1

分析：根據小球受力與所處于的位置可確定電場力的方向，再依據小球受力平衡條件，利用力的合成與分解可求出電場力的大小，從而算出電場強度．根據動能定理求出小球經過最低點的速度．

解答：解：（1）由圖可知，小球受到的電場力方向向左，電場方向向右，所以小球帶負電．
（2）小球受三個力作用處于平衡狀態，有tan37°=

mg

qE

   可得：E=

3mg

4q

．    
（3）小球從水平位置到豎直方向的過程中重力和電場力做功，根據動能定理得  mgL-qEL=

1

2

mv2
聯立解得    v=

gl 2

答：（1）小球帶負電
（2）勻強電場電場強度的大小為：

3mg

4q

（3）小球經過A點時的速度為v=

gl 2

點評：對小球進行受力分析與運動分析，再運用三力平衡條件來進行力的處理，根據動能定理求出小球經過最低點的速度．．