Question

电荷量为q的小球质量为m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

电荷量为q的小球质量为m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），求：（1）匀强电场的电场强度的大小；（2）求小球经过最低点时丝线的拉力．

Answer 1

（1）小球静止在电场中受力如图所示，显然小球带正电，由平衡条件得：
mgtan37°=qE…①
故有：E=

3mg

4q

…②
（2）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．由动能定理得：
 

1

2

mv²=（mg+qE）l（1-cos37°）…③
由圆周运动知识，在最低点时，有：
 F_T-（mg+qE）=m

v2

l

…④
由③④解得：F_T=

49

20

mg

答：（1）匀强电场的电场强度的大小为

3mg

4q

；
（2）小球经过最低点时丝线的拉力为

49

20

mg．