Question

【題目】如圖所示，水平細桿上套一環A，環A與球B間用一不可伸長輕質絕緣繩相連，質量分別為mA=0.20kg和rnB=0.40kg，A環不帶電，B球帶正電，帶電量q=1.0×10-4C，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：

（1）若B球處于一水平向右的勻強電場中，使環A與B球一起向右勻速運動。運動過程中，繩始終保持與豎直方向夾角θ=37，勻強電場的電場強度E多大?

（2）環A與水平桿間的動摩擦因數；

（3）若勻強電場的方向斜向右上方與水平成37角，為了使環A與B球一起向右以5m/s2的加速度勻加速運動，則電場強度應為多大？

Answer 1

【答案】（1）（2）0.5（3）

【解析】試題分析：（1）若B球處于一水平方向的勻強電場中，使環與球B一起向右勻速運動，運動過程中，繩始終保持與豎直方向夾角θ=37°，以B球為研究對象，受到重力、電場力和拉力，三力平衡，則有電場力F=mBgtanθ＝4×N＝3N，

勻強電場的電場強度．

（2）對整體分析，在水平方向上有：F=μ（mA+mB）g，

解得μ＝0.5．

（3）電場強度方向與水平方向夾角為θ=37°，根據牛頓第二定律得，

qEcosθ-μ（mAg+mBg-qEsinθ）=（mA+mB）a，

代入數據解得．