Question

【題目】輕細線的一端固定于O點，另一端系一質量為m、電荷量為q的小球，空間存在著水平向右的勻強電場，小球平衡時細線與豎直方向成30°角．（重力加速度g）

（1）求電場強度E

（2）若在平衡位置將細線剪斷，求小球運動位移L用的時間．

（3）將球拉至右側與O等高（線水平）位置靜止釋放，求當球擺到最低點時細線的張力

（4）在（3）的情況下，當球擺到豎直線左側最高點時線與豎直方向間的夾角為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）．（3）（3﹣）mg； （4）30°．

【解析】（1）小球受重力、電場力以及繩子的拉力而處于平衡；如圖所示；

根據幾何關系可知： ，解得： 。
（2）電場力和重力不變，故由牛頓第二定律有：

根據運動學公式可得，聯立解得： 。
（3）根據動能定理及牛頓第二定律得： ，
解得： 。
（4）設最大偏角為，根據動能定理得： ，解得：