Question

用一条绝缘细线悬挂一个带电小球，小球质量m=2.0×10 -2 kg，电荷量q=+1.0×10 -8 C．现加一水平方向的匀

用一条绝缘细线悬挂一个带电小球，小球质量m=2.0×10 -2 kg，电荷量q=+1.0×10 -8 C．现加一水平方向的匀强电场，小球平衡于O点时绝缘细线与竖直方向的夹角θ=37°，如图所示．（取g=10m/s 2 ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）试求：（1）该匀强电场的电场强度E的大小；（2）若将小球沿圆弧OA拉至悬点正下方A点自由释放后，小球作往复运动，则经过O点时细线对小球的拉力．

Answer 1

（1）小球受力平衡时，受到重力、电场力与绳子的拉力，其中：qE=mgtanθ 所以： E= mgtanθ q =1.5×1 0 7 N/C （2）A到O的过程中，电场力做正功，重力做负功，设细线的长度为L，则： qELsinθ-mgL(1-cosθ)= 1 2 m v 2 在O点： F 拉 - mg cosθ = m v 2 L 联立以上2公式，解得：F 拉 =0.35N 答：匀强电场的电场强度E的大小1.5×10 7 N/C；经过O点时细线对小球的拉力是0.35N．