Question

【題目】一根長為l的線吊著一質(zhì)量為m的帶電量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，如圖所示，線與豎直方向成角，現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔�，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(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大��；

（2）求小球經(jīng)過最低點時線的拉力

Answer 1

【答案】（1），（2）.

【解析】試題分析：（1）小球靜止時在豎直線的右邊，根據(jù)小球靜止時受平衡力，可以判斷出小球的受力的方向向右，與電場線的方向相同，因此小球帶正電；對小球進(jìn)行受力分析，水平方向和豎直方向的受力都平衡，即可得解；（2）水平方向不受力了，平衡破壞了，小球在豎直向下的重力和豎直向上的電場力的作用下，在繩子的約束下，在豎直平面內(nèi)沿圓弧擺下，做圓周運動，或沿圓弧來回運動，根據(jù)動能定理，帶電小球到最低點時重力和電場力做的功全部轉(zhuǎn)化為小球的動能，此時速度最大，列式即可得解．

（1）小球平衡時受到繩子的拉力、重力和電場力，受力分析如圖所示：

由平衡條件得：

解得：

（2）電場方向變成向下后，重力和電場力都向下，兩個力做功，小球開始擺動做圓周運動，運動情況如圖所示：

從釋放點到最低點，由動能定理得：

在最低點時，由牛頓第二定律得：

聯(lián)立得：