Question

【題目】沿水平方向的勻強電場中，有一個帶電小球所帶電荷量q＝－4.0×10－6C，質量為m=3.0g，懸掛在一根絕緣細線上。小球靜止時，懸線偏離豎直方向37°（g=10m/s2）。

（1）求勻強電場的電場強度的大小；

（2）撤消電場后，細線受到的最大拉力是多少?

Answer 1

【答案】（1）9/16×104㎏(N/C)（2）4.2×10-2N

【解析】試題分析：對小球受力分析，受到重力、電場力和細線的拉力，根據電場力方向與場強方向的關系判斷電性，根據共點力平衡條件和電場力列式求解場強的大小；小球在最低點時對細線的拉力最大，由機械能守恒求出小球在最低點的速度，然后由牛頓第二定律即可求出小球受到的拉力。

（1）對小球受力分析如圖所示：

根據平衡條件，水平方向：FTsin37o=Eq

豎直方向：FTcos37o=mg

聯立解得：

(2)從撤消電場，到小球運動到最低點的過程，設細線長度為L

根據機械能守恒：

小球運動在最低點時，根據向心力公式：

代入數據解得：FT=4.2×10-2N