问题 计算题

用一根长为l的丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角.现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g),求:

(1)匀强电场的电场强度的大小;

(2)小球经过最低点时丝线的拉力.

答案

(1) (2) mg

题目分析:(1)小球静止在电场中受力如图所示,显然小球带正电,由平衡条件得:

mgtan37°=qE   ①       故E=.②

(2)当电场方向变成向下后,小球开始摆动做圆周运动,重力、电场力对小球做正功.由动能定理得:mv2=(mg+qE)l(1-cos37°)    ③

由圆周运动知识,在最低点时,

F=FT-(mg+qE)=m

由③④解得FTmg.

点评: 对于此类问题一般是先分析受力情况和运动情况,然后用动力学基本的方法处理.

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