Question

【題目】如圖所示，水平向左的勻強電場中，用長為l的絕緣輕質細繩懸掛一小球，小球質量為m，帶電量為+q，將小球拉至豎直位置最低位置A點處無初速釋放，小球將向左擺動，細線向左偏離豎直方向的最大角度θ=74°。

(1)求電場強度的大小E；

(2)將小球向左擺動的過程中，對細線拉力的最大值；

(3)若從A點處釋放小球時，給小球一個水平向左的初速度，則為保證小球在運動過程中細線不會松弛， 的大小應滿足什么條件?

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】(1)由于帶電小球所受電場力方向向左，電場線方向也向左，細線向左偏離豎直方向的最大角度θ=74°，根據動能定理：

解得：E=；

(2)小球運動的過程中速度最大的位置，由動能定理得：

小球在370時，由重力電場力與細線的拉力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律得：

FTmgsin37°qEcos37°=mv2/L

解得：FT=7mg/4

（3）為保證細線不會松弛，小球在與豎直方向的夾角37°的右上方應滿足：

根據動能定理： ，

聯立解得： ；