Question

【題目】用一條絕緣細線懸掛一個帶電小球，細線長L=0.2m，小球質量m=2.0×10-2kg，電荷量q=+1.0×10-8C．現加一水平方向的勻強電場，小球靜止于O點時絕緣細線與豎直方向的夾角θ=37°，如圖所示．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，）試求：

(1)該勻強電場的電場強度E的大小；

(2)若將小球沿圓弧OA拉至懸點正下方A點自由釋放后，小球作往復運動，則經過O點時小球的速度是多少？

(3)在第(2)問中，經過O點時，細線對小球的拉力又為多大？

Answer 1

【答案】（1）1.5×107N/C（2）1m/s（3）0.35N

【解析】（1）小球受力平衡時，受到重力、電場力與繩子的拉力，其中：qE=mgtanθ
所以：E＝=1.5×107N/C
（2）A點→O點，設絕緣細線長為L，
依據動能定理，則有：qELsinθ-mgL（1-cosθ）=mv2，
解得：v=1m/s
（3）在O點，依據牛頓第二定律，結合向心力表達式，
則有： ，
解得：F拉=0.35N