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

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，求：（重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）小球带何种电荷？（2）匀强电场的电场强度的大小（3）现突然将该电场方向变为向下，大小不变，求小球经过最低点时丝线的拉力．

Answer 1

解答：解：（1）由平衡条件可判断小球一定受向右的电场力，即电场力与电场线方向相同，故小球带正电．
（2）小球静止在电场中的受力如图所示：由平衡条件得：
   mgtan 37°=qE   ①
故E=

3mg

4q

 ②
（3）电场方向变成向下后，小球开始摆动做圆周运动，重力、电场力对小球做正功．
由动能定理：（mg+qE）l（1-cos37°）=

1

2

mv2…③
由圆周运动知识，在最低点时，F向＝T?(mg+qE)＝m

v2

l

…④
由③，④得：T=

49

20

mg…⑤
方向竖直向上
答：
（1）小球带正电荷．
（2）匀强电场的电场强度的大小为

3mg

4q

．
（3）小球经过最低点时丝线的拉力为

49

20

mg．