Question

【題目】用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球，小球的質(zhì)量為4.0×10-2kg，所帶電荷量為+2.0×10-8C。現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)小球位于A點(diǎn)，絕緣繩與豎直方向的夾角為37°，如圖所示。（重力加速度g取10m/s2）

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小

（2）若將絕緣輕繩拉至水平，小球從圖中B點(diǎn)靜止釋放，求運(yùn)動(dòng)過程中小球?qū)�輕繩的最大拉力。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】試題分析：小球在電場(chǎng)中受重力、電場(chǎng)力和拉力處于平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；根據(jù)動(dòng)能定理求出到A點(diǎn)的速度，再結(jié)合牛頓第二定律求出拉力。

（1）由平衡條件得：

帶入數(shù)據(jù)解得：

（2）由題可知，小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，球?qū)�繩的拉力最大，設(shè)繩長(zhǎng)為，

從B到A由動(dòng)能定理有：

在A點(diǎn)，由牛頓第二定律有：

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得：