Question

【题目】如图所示空间有水平向右匀强电场，一根长为L，不可伸长的不导电细绳的一端连着一个质量为 m、带电量为q的小球，另一端固定于O点．把小球拉直到细线与电场线平行，然后无初速度释放．已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角θ，大小为300 求：

(1) 匀强电场的场强

(2)在此过程中小球最大速度，和绳子的最大拉力？

Answer 1

【答案】(1) (2) ，

【解析】（1）根据动能定理研究小球从释放到最低点到最低点的另一侧的过程列出等式，小球无初速度释放摆到最低点的另一侧的过程：
mgLcosθ-qEL（1+sinθ）=0-0=0 其中θ=30°
解得：

（2）将电场力与重力合成F合=，由图可知，合力方向与竖直方向成30度角斜向右下，O′为对应的“等效最低点”．

在O'点产生最大加速度，对应最大拉力．由几何关系得 α=60°．
根据动能定理研究O点到O'点，得：

联立得：