Question

【题目】如图所示，质量为m、带电荷量为+q的小球用长为l的细绳悬挂在天花板上。当在整个空间加上水平向左的匀强电场时，小球恰能处于静止状态，此时细绳与竖直方向的夹角为θ（已知）。在时刻突然将电场方向改为竖直向下，小球将不再保持静止状态。已知小球可视为质点，细绳不可伸长，重力加速度为g，不计空气阻力，则下面说法正确的是（　　）

A.匀强电场的场强大小为

B.电场方向改变后瞬间小球的加速度为1. 05g

C.时刻小球的电势能最小

D.在时刻小球处于初始位置

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小球恰能处于静止时对小球进行受力分析如图

根据水平和竖直方向平衡有

联立得电场强度

故A错误；

B．突然将电场方向改为竖直向下时，对小球进行受力分析如图

可知沿绳方向平衡有

垂直于绳方向根据牛顿第二定律有

又知电场强度

联立解得瞬时加速度

故B错误；

C．电场方向改变后，将重力场和电场的复合场等效为一个新的重力场有

又

联立得

则单摆的周期

可知

时刻小球处于最低点，电势能最小，但是

时小球并非处于最低点，电势能不是最小，故C错误；

D．在

时刻小球处于初始位置,故D正确。

故选D。