问题 问答题

一根长为l的线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,线与竖直方向成37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,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)求小球经过最低点时线的拉力.

答案

:(1)小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力,

由平衡条件得:mgtan37°=qE

解得:E=

3mg
4q

(2)电场方向变成向下后,重力和电场力都向下,

两个力做功,小球开始摆动做圆周运动

由动能定理:

1
2
mv2=(mg+qE)L(1-cos37°)

在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力,T-(mg+qE)=m

v2
L

解得:T=(mg+qE)+m 

V2
L
=
49mg
20

答:(1)匀强电场的电场强度E=

3mg
4q

(2)

49
20
mg.

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