Question

2．如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长为L的绝缘细线把质量为m、带有电荷量为q的正电荷金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g．求：
（1）匀强电场强度E．
（2）现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，小球运动通过最低点C时的速度大小．

Answer 1

分析 （1）小球在B点处于静止状态，对小球进行受力分析，根据平衡条件即可求解；
（2）对小球从A点运动到C点的过程中运用动能定理即可解题；

解答 解：（1）小球在B点处于静止状态，对小球进行受力分析可知，小球受重力、绳子拉力以及向右的电场力作用，根据平衡条件得：
F=mgtanθ
由F=Eq可得：
E=$\frac{mgtanθ}{q}$；方向水平向右；
（2）对小球从A点运动到C点的过程中运用动能定理得：
mgL-FL=$\frac{1}{2}$mv²
解得：V_c=$\sqrt{2gL（1-tanθ）}$
答：（1）匀强电场强度E为$\frac{mgtanθ}{q}$；方向水平向右；
（2）现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，小球运动通过最低点C时的速度大小为$\sqrt{2gL（1-tanθ）}$．

点评 本题主要考查了带电粒子在电场中的运动问题，要注意明确电场的性质，然后再按照共点力平衡以及动能定理的规律分析求解即可．