Question

一根长为L的丝线吊着一质量为m，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，丝线与竖直方向成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，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）匀强电场的电场强度的大小；
（2）求小球经过最低点时动能．

Answer 1

解：（1）以小球为研究对象，分析受力情况：重力mg、电场力qE、丝线的拉力F_T，如图所示．由平衡条件得：
mgtan37°=mg
故E=
（2）当电场方向变为向下后，小球受到的电场力竖直向下，向下做圆周运动，重力和电场力都做正功，由动能定理得
（mg+qE）L（1-cos37°）=E_k-0
解得，E_k=
答：
（1）匀强电场的电场强度的大小为；
（2）小球经过最低点时动能为．
分析：（1）以小球为研究对象，分析受力情况，由于小球处于静止状态，合力为零，由平衡条件求解电场强度大小；
（2）突然将该电场方向变为向下且大小不变后，小球受到的电场力竖直向下，向下做圆周运动，根据动能定理求解小球经过最低点时的动能．
点评：本题综合了平衡条件、动能定理和牛顿第二定律，属于常规题．