题目

题型：不详难度：来源：

如图所示，水平向右的匀强电场E=200V/m．轻质细线长为L=0.6m，一端固定在电场中的O点，另一端系可看作质点的小球，小球的质量m=3×10^-4kg，带电量q=+2×10^-5C．求：
（1）当小球静止时细线与竖直方向的夹角θ；
（2）让细线刚好拉直且处于水平方向，小球从图中C点由静止释放，求小球运动到O点正下方时速度大小；
（3）让细线刚好拉直且处于竖直方向，小球从图中B点由水平向右以4m/s的初速度开始运动，求小球运动到O点正下方时对细线的拉力．

答案

（1）小球所受电场力大小F=qE=4×10^-3N
小球所受重力mg=3×10^-3N
对小球静止时受力分析如图：

（2）根据平衡条件tanθ=

qE

mg

=0.8
得θ=53°
小球从图中C点由静止释放，运动到O点正下方过程中根据动能定理：
mgL+qEL=

1

2

mv²-0
得：v=2

7

m/s
（3）B点由水平向右以4m/s的初速度开始运动，运动到O点正下方过程中，根据动能定理：
mg2L=

1

2

mv′²-

1

2

mv₀²
对小球在最低点时受力分析，根据牛顿第二定律得：
T-mg=m′

v′2

L

解得：T=0.023N
答：（1）当小球静止时细线与竖直方向的夹角θ为53°；
（2）让细线刚好拉直且处于水平方向，小球从图中C点由静止释放，求小球运动到O点正下方时速度大小为2

7

m/s；
（3）让细线刚好拉直且处于竖直方向，小球从图中B点由水平向右以4m/s的初速度开始运动，求小球运动到O点正下方时对细线的拉力为0.023N．