Question

【题目】

如图所示，长l=1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10–6 C，匀强电场的场强E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.，求：

（1）小球所受电场力F的大小。

（2）小球的质量m。

（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。

Answer 1

【答案】⑴3.0×10-3N；⑵4.0×10-4kg；⑶2.0m/s

【解析】⑴根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为：

F＝qE＝1.0×10-6×3.0×103N＝3.0×10-3N

⑵小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用，如下图所示

根据共点力平衡条件和图中几何关系有：mgtan37°＝F

解得：m＝4.0×10-4kg

⑶撤去电场后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有：mgl(1－cos37°)＝－0

解得：v＝＝2.0m/s