Question

【題目】用一條絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)帶電小球，細(xì)線長(zhǎng)L=0.2m，小球質(zhì)量，電荷量。現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球靜止于O點(diǎn)時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角，如圖所示。試求：

（1）該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大�。�

（2）若將小球沿圓弧OA拉至懸點(diǎn)正下方A點(diǎn)自由釋放后，小球作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)小球的速度是多少？

（3）在第（2）問(wèn)中，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力又為多大？

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：(1) 小球受重力、拉力、電場(chǎng)力三個(gè)力處于平衡狀態(tài)．根據(jù)受力圖，利用合成法求出電場(chǎng)力的大�。�根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式求電場(chǎng)強(qiáng)度；

(2)(3) A到O的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，重力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理求出小球的速度，拉力與重力、電場(chǎng)力的合力提供向心力，求出拉力。

(1) 小球受力平衡時(shí)，受到重力、電場(chǎng)力與繩子的拉力，其中：qE=mgtanθ

所以：；

(2) A到O的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，重力做負(fù)功，設(shè)細(xì)線的長(zhǎng)度為L，則：

解得：；

(3) A到O的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，重力做負(fù)功，設(shè)細(xì)線的長(zhǎng)度為L，則：

在O點(diǎn)：

聯(lián)立以上兩式，解得：F=0.35N；

點(diǎn)晴：解決本題的關(guān)鍵進(jìn)行正確的受力分析和拉力與重力、電場(chǎng)力的合力提供向心力，然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出電場(chǎng)強(qiáng)度與細(xì)繩上的拉力。