题目内容

【题目】如图,在水平向右的匀强电场中有一固定点O,用一根长度L=0.4m的绝缘细线把质量m=0.1kg、电量q=7.5×104C的带正电小球悬挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°,现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,求:

(1)匀强电场的场强大小;

(2)小球运动通过最低点C时的速度大小;

(3)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小.

【答案】(1)103N/C;(2)m/s;(3)1.5N.

【解析】

(1)小球在B点处于静止状态,对小球进行受力分析,如图所示

根据平衡条件得:mgtanθ=qE

解得:E=

(2)对小球,从A点运动到C点的过程中运用动能定理得:mgL﹣qEL= ﹣0

解得,vC=m/s

(3)在C点,小球受重力和细线的合力提供向心力,根据向心力公式得:

T﹣mg=m

解得:T=1.5N

答:(1)匀强电场的场强大小为103N/C;

(2)小球运动通过最低点C时的速度大小为m/s;

(3)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为1.5N.

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