Question

如图所示，匀强电场场强的方向与水平方向成θ=30°角，有一带电量为q，质量为m的小球，用长为L的绝缘细线

如图所示，匀强电场场强的方向与水平方向成θ=30°角，有一带电量为q，质量为m的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，当静止时，细线恰被拉成水平方向，求：（1）小球的电性及匀强电场场强E的大小；（2）若改变匀强电场方向，使其竖直向下，求小球摆到最低点时的速度及绳子的拉力大小．

Answer 1

（1）小球受力如图所示，小球所受电场力的方向与场强方向相同，小球带正电； 由平衡条件得：qEsin30°=mg，解得：E= 2mg q ； （2）小球下摆过程中，由动能定理得： mgL+qEL= 1 2 mv 2 -0， 小球做圆周运动，在最低点，由牛顿第二定律得： T-mg-qE=m v 2 L ， 解得：v= 6gL ，T=9mg； 答：（1）小球带正电，匀强电场场强E的大小为 2mg q ； （2）小球摆到最低点时的速度为 6gL ，绳子的拉力大小为9mg．