Question

【題目】（16分）

如圖所示，長(zhǎng)l=1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10–6 C，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.，求：

（1）小球所受電場(chǎng)力F的大小。

（2）小球的質(zhì)量m。

（3）將電場(chǎng)撤去，小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小。

Answer 1

【答案】⑴F＝3.0×10-3N；⑵m＝4.0×10-4kg；⑶v＝2.0m/s

【解析】⑴根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式可知，小球所受電場(chǎng)力大小為：

F＝qE＝1.0×10-6×3.0×103N＝3.0×10-3N

⑵小球受mg、繩的拉力T和電場(chǎng)力F作用，如下圖所示

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件和圖中幾何關(guān)系有：mgtan37°＝F

解得：m＝4.0×10-4kg

⑶撤去電場(chǎng)后，小球?qū)⒗@懸點(diǎn)擺動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有：mgl(1－cos37°)＝－0

解得：v＝＝2.0m/s