Question

(12分) 如图所示，匀强电场场强的方向与水平方向成角，有一带电量为，质量为的小球，用长为的绝缘细线悬挂于O点，当静止时，细线恰被拉成水平方向，重力加速为g，求：

（1）小球的电性及匀强电场场强E的大小；
（2）若突然改变匀强电场方向，使其竖直向下，求小球摆到最低点时的速度及绳子的拉力大小。

Answer 1

(1) 　(2)

试题分析： (1)以小球为研究对象，根据平衡条件及电场力方向与场强方向关系知，受力情况如图所示，由于电场力方向与场强方向相同，所以小球带正电．在三角形中，有，
解得：

(2) 若突然改变匀强电场方向，使其竖直向下，则小球由水平位置开始做竖直平面内圆弧运动，设小球摆到最低点时的速度为v，在下摆过程由动能定理得：　　解得：
在最低点处，根据牛顿第二定律得：　　解得：