Question

【題目】用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球，小球的質量為4.0×10-2kg，所帶電荷量為+2.0×10-8C。現加一水平方向的勻強電場，平衡時小球位于A點，絕緣繩與豎直方向的夾角為37°，如圖所示。（重力加速度g取10m/s2）

（1）求勻強電場的電場強度E的大小

（2）若將絕緣輕繩拉至水平，小球從圖中B點靜止釋放，求運動過程中小球對輕繩的最大拉力。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】試題分析：小球在電場中受重力、電場力和拉力處于平衡，根據共點力平衡求出勻強電場的電場強度大小；根據動能定理求出到A點的速度，再結合牛頓第二定律求出拉力。

（1）由平衡條件得：

帶入數據解得：

（2）由題可知，小球運動到A點時，球對繩的拉力最大，設繩長為，

從B到A由動能定理有：

在A點，由牛頓第二定律有：

聯立并帶入數據解得：