Question

如圖所示，長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線一端懸于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球．現(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球靜止在A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線與豎直方向成37°角．重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）判斷小球的帶電性質(zhì)；
（2）求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；
（3）若將小球向左拉起至與O點(diǎn)處于同一水平高度且細(xì)繩剛好張緊，將小球由靜止釋放，求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小．

Answer 1

分析：根據(jù)小球受力與所處于的位置可確定電場(chǎng)力的方向，再依據(jù)小球受力平衡條件，利用力的合成與分解可求出電場(chǎng)力的大小，從而算出電場(chǎng)強(qiáng)度．根據(jù)動(dòng)能定理求出小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度．

解答：解：（1）由圖可知，小球受到的電場(chǎng)力方向向左，電場(chǎng)方向向右，所以小球帶負(fù)電．
（2）小球受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，有tan37°=

mg

qE

   可得：E=

3mg

4q

．    
（3）小球從水平位置到豎直方向的過(guò)程中重力和電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得  mgL-qEL=

1

2

mv2
聯(lián)立解得    v=

gl 2

答：（1）小球帶負(fù)電
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為：

3mg

4q

（3）小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為v=

gl 2

點(diǎn)評(píng)：對(duì)小球進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析，再運(yùn)用三力平衡條件來(lái)進(jìn)行力的處理，根據(jù)動(dòng)能定理求出小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度．．