◎ 题目

用一根长为l的丝线吊着一质量为m带电荷量为q的小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成370角．现突然将该电场方向变为向下但大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响（重力加速度为g），求： （1）匀强电场的电场强度的大小？ （2）电场方向变为向下小球经过最低点时的瞬时速度多大？ （3）电场方向变为向下小球经过最低点时丝线对小球的拉力多大？

◎ 答案

（1）以小球为研究对象，分析受力情况：重力mg、电场力qE、丝线的拉力FT，如图1所示．由平衡条件得：mgtan37°=mg   故E= 3mg 4q （2）当电场方向变为向下后，小球受到的电场力竖直向下，向下做圆周运动，重力和电场力都做正功，由动能定理得  （mg+qE）l（1-cos37°）= 1 2 mv2-0 解得，v= 7 10 gl （3）小球经过最低点时，由重力、电场力和丝线的拉力的合力提供了向心力，如图2所示．根据牛顿第二定律得    FT-mg-qE=m v2 l 解得 FT= 49 20 mg 答： （1）匀强电场的电场强度的大小为 3mg 4q ． （2）电场方向变为向下小球经过最低点时的瞬时速度为 7 10 gl ． （3）电场方向变为向下小球经过最低点时丝线对小球的拉力为 49 20 mg．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“用一根长为l的丝线吊着一质量为m带电荷量为q的小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成370角．现突然将该电场方向变为向下但大小不变，不考虑因电…”主要考查了你对  【向心力】，【共点力的平衡】，【牛顿第二定律】，【功能关系】，【电场强度的定义式】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。