题目内容
如图所示，一带电小球的质量m=2×10-4kg，用长为L=0.8m的细线悬挂在水平方向的匀强电场中O点，场强E=3×104N/C，当细线与竖直方向夹角为θ=37°时，摆球恰好静止在A点．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求（1）小球带什么电？电量是多少？
（2）某时刻将细线剪断，带电小球将沿什么方向怎么样运动？
（3）若把小球由竖直方向的P点静止释放，到达A位置时，电场力做功是多少？
分析：带电小球有电场力、细线的拉力与重力处于平衡状态，根据图示位置可确定电场力的方向，则由电场线的方向可得出带电小球的电性，及电量大小．若将细线剪断，则小球将沿合力方向做加速直线运动．电场力做功等于电场力与沿电场力方向的位移乘积．
解答：解：（1）对小球进行受力分析，
由电场力的方向可确定小球带正电，且电量为
q=
=
=
C=5×10-8C
（2）若细线剪断，则小球沿着重力与电场力的合力方向运动，做匀加速直线运动．
则小球将沿着细线的反方向以加速度为
g做匀加速直线运动，
（3）若把小球由竖直方向的P点静止释放，到达A位置时，电场力做功为：
W=FS=mgtan37°Lsin37°=2×10-4×10×0.75×0.8×0.6W=7.2×10-4W．
由电场力的方向可确定小球带正电，且电量为
q=
| F |
| E |
| mgtan37° |
| E |
| 2×10-4×10×0.75 |
| 3×104 |
（2）若细线剪断，则小球沿着重力与电场力的合力方向运动，做匀加速直线运动．
则小球将沿着细线的反方向以加速度为
| 5 |
| 4 |
（3）若把小球由竖直方向的P点静止释放，到达A位置时，电场力做功为：
W=FS=mgtan37°Lsin37°=2×10-4×10×0.75×0.8×0.6W=7.2×10-4W．
点评：根据电场力及电场线的方向来确定电荷的电性，同时还考查电场力做功与沿着电场力方向的位移有关．
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