Question

【题目】用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为4.0×10-2kg，所带电荷量为+2.0×10-8C。现加一水平方向的匀强电场，平衡时小球位于A点，绝缘绳与竖直方向的夹角为37°，如图所示。（重力加速度g取10m/s2）

（1）求匀强电场的电场强度E的大小

（2）若将绝缘轻绳拉至水平，小球从图中B点静止释放，求运动过程中小球对轻绳的最大拉力。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】试题分析：小球在电场中受重力、电场力和拉力处于平衡，根据共点力平衡求出匀强电场的电场强度大小；根据动能定理求出到A点的速度，再结合牛顿第二定律求出拉力。

（1）由平衡条件得：

带入数据解得：

（2）由题可知，小球运动到A点时，球对绳的拉力最大，设绳长为，

从B到A由动能定理有：

在A点，由牛顿第二定律有：

联立并带入数据解得：