Question

（12分）用一根長為L的絲線吊著一質量為m、帶電荷量為q的小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中,如圖絲線與豎直方向成53⁰角,現突然將該電場方向變為向下但大小不變，不考慮因電場的改變而帶來的其他影響(重力加速度為g)，求：

(1)勻強電場的電場強度的大小；
(2)小球經過最低點時絲線的拉力．

Answer 1

（1）4mg/3q；（2）0.42mg

試題分析：(1)小球帶正電，由平衡條件得：mgtan37°＝qE   ①故E＝4mg/3q.②
(2)當電場方向變成向下后，小球開始擺動做圓周運動，重力、電場力對小球做正功．由動能定理得：mv²＝(mg＋qE)l(1－cos53°)    ③
由圓周運動知識，在最低點時，F_向＝F_T－(mg＋qE)＝④
由③④解得：F_T＝4.2mg.