Question

(12分) 如圖所示，勻強電場場強的方向與水平方向成角，有一帶電量為，質量為的小球，用長為的絕緣細線懸掛于O點，當靜止時，細線恰被拉成水平方向，重力加速為g，求：

（1）小球的電性及勻強電場場強E的大小；
（2）若突然改變勻強電場方向，使其豎直向下，求小球擺到最低點時的速度及繩子的拉力大小。

Answer 1

(1) 　(2)

試題分析： (1)以小球為研究對象，根據平衡條件及電場力方向與場強方向關系知，受力情況如圖所示，由于電場力方向與場強方向相同，所以小球帶正電．在三角形中，有，
解得：

(2) 若突然改變勻強電場方向，使其豎直向下，則小球由水平位置開始做豎直平面內圓弧運動，設小球擺到最低點時的速度為v，在下擺過程由動能定理得：　　解得：
在最低點處，根據牛頓第二定律得：　　解得：