Question

如图所示，一带电小球质量m=1kg，用长度L=1m绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向

如图所示，一带电小球质量m=1kg，用长度L=1m绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ=53°，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，取重力加速度g=10m/s2．（1）求小球所受的电场力的大小F；（2）若仅将电场强度大小突然减小为原来的13，求小球摆到最低点时的速度大小υ和细线对小球的拉力大小T．

Answer 1

（1）小球静止，处于平衡状态，
由平衡条件可得，电场力F=mgtan53°=

4

3

mg≈13.3N；
（2）小球从静止到摆到最低点的过程中，
由动能定理得：mgL（1-cos53°）-

F

3

Lsin53°=

1

2

mv²-0，解得：v=2m/s；
在最低点，由牛顿第二定律得：T-mg=m

v2

L

，
解得：T=14N；
答：（1）小球所受的电场力的大小为13.3N；
（2）若仅将电场强度大小突然减小为原来的

1

3

，求小球摆到最低点时的速度大小υ和细线对小球的拉力大小为14N．