Question

【題目】如圖所示，在沿水平方向的勻強電場中，有一長度l的絕緣輕繩上端固定在O點，下端系一質量m、帶電量q的小球（小球的大小可以忽略）在位置B點處于靜止狀態，此時輕繩與豎直方向的夾角α=37，空氣阻力不計，sin37=0.6，cos 37 =0.8，g=10m/s2。

(1)求該電場場強大小；

(2)在始終垂直于l的外力作用下將小球從B位置緩慢拉動到細繩豎直位置的A點，求外力對帶電小球做的功；

(3)將小球從A點釋放，小球最高能達到什么位置？說明原因。

Answer 1

【答案】(1)；(2)0.25mgl；(3)見解析

【解析】

(1)帶電小球靜止，受到合力等于零，電場力與重力的關系是

解得

(2)小球在外力作用下從B位置緩慢移動到A位置過程中，根據動能定理有

代入數值得

(3)小球最高到達C點，OC與豎直方向夾角為2α=74°（或者：OC與OA關于OB對稱）

原因：將電場力與重力等效成“等效重力”，其方向沿OB方向，小球從A點靜止釋放，應該擺動到關于OB對稱的位置。