题目

一根长为L的丝线吊着一质量为m，带电量为q的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37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，（重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：

（1）匀强电场的电场强度的大小；
（2）求小球经过最低点时动能．

提问时间：2020-10-13

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F_T，如图所示．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°）=E_k-0
解得，E_k=

7

20

mgL
答：
（1）匀强电场的电场强度的大小为

3mg

4q

；
（2）小球经过最低点时动能为

7

20

mgL．