Question

【題目】輕細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向成30°角．（重力加速度g）

（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E

（2）若在平衡位置將細(xì)線剪斷，求小球運(yùn)動(dòng)位移L用的時(shí)間．

（3）將球拉至右側(cè)與O等高（線水平）位置靜止釋放，求當(dāng)球擺到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線的張力

（4）在（3）的情況下，當(dāng)球擺到豎直線左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)線與豎直方向間的夾角為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）．（3）（3﹣）mg； （4）30°．

【解析】（1）小球受重力、電場(chǎng)力以及繩子的拉力而處于平衡；如圖所示；

根據(jù)幾何關(guān)系可知： ，解得： 。
（2）電場(chǎng)力和重力不變，故由牛頓第二定律有：

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，聯(lián)立解得： 。
（3）根據(jù)動(dòng)能定理及牛頓第二定律得： ，
解得： 。
（4）設(shè)最大偏角為，根據(jù)動(dòng)能定理得： ，解得：