Question

【题目】如图所示，在沿水平方向的匀强电场中，有一长度l的绝缘轻绳上端固定在O点，下端系一质量m、带电量q的小球（小球的大小可以忽略）在位置B点处于静止状态，此时轻绳与竖直方向的夹角α=37，空气阻力不计，sin37=0.6，cos 37 =0.8，g=10m/s2。

(1)求该电场场强大小；

(2)在始终垂直于l的外力作用下将小球从B位置缓慢拉动到细绳竖直位置的A点，求外力对带电小球做的功；

(3)将小球从A点释放，小球最高能达到什么位置？说明原因。

Answer 1

【答案】(1)；(2)0.25mgl；(3)见解析

【解析】

(1)带电小球静止，受到合力等于零，电场力与重力的关系是

解得

(2)小球在外力作用下从B位置缓慢移动到A位置过程中，根据动能定理有

代入数值得

(3)小球最高到达C点，OC与竖直方向夹角为2α=74°（或者：OC与OA关于OB对称）

原因：将电场力与重力等效成“等效重力”，其方向沿OB方向，小球从A点静止释放，应该摆动到关于OB对称的位置。