题目内容
【题目】如图所示，水平向左的匀强电场中，用长为l的绝缘轻质细线悬挂一小球，小球质量为m，带电量为+q，将小球拉至竖直方向最低位置A点处无初速度释放，小球将向左摆动，细线向左偏离竖直方向的最大角度θ=74°．（重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin74°=0.96，cos74°=0.28）
（1）求电场强度的大小E；
（2）求小球向左摆动的过程中，对细线拉力的最大值。
【答案】（1）
（2）
【解析】
试题分析：（1）设小球最大摆角位置为C，在整个过程中，小球受重力mg、电场力qE和细线的拉力T作用，拉力T始终不做功，在小球由A运动至C的过程中，根据动能定理有：
qElsinθ-mgl（1-cosθ）=0-0
解得：
（2）重力与电场力的合力大小为：
①
其方向指向左下方，设与竖直方向成α角，根据几何关系有：
，即α=37° ②
当小球摆动至细线沿此方向，设为B位置时，小球对细线的拉力最大，则：
③
小球在由A运动至B的过程中，根据动能定理有：
Fl（1-cosα）=
mvB2-0 ④
根据牛顿第三定律可知，小球对细线的拉力为：T′=T ⑤
由①②③④⑤式联立解得：
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