Question

如圖，質量為m=10g，電量為q=10^-4C的帶正電小球用長為L=0.3m的絕緣細線系于O點放在勻強電場中，靜止時懸線與豎直方向夾角θ=60⁰，求：
（1）電場強度；
（2）若通過外力做功將帶電小球緩慢拉至豎直方向的最低點并使
懸線拉緊，而小球最終處于靜止狀態，問外力需做多少功？

Answer 1

分析：（1）根據共點力平衡求出電場力的大小，從而求出電場強度的大�。�
（2）在運動的過程中有拉力做功、重力、電場力做功，根據動能定理求出外力所做的功．

解答：解：（1）分析帶電小球的受力情況如圖所示，可得：
qE=mgtanθ
解得E=

mgtanθ

q

=

10×10-3×10× 3

10-4

N/C=1732N/C．
（2）用外力將小球拉至豎直方向最低點過程中，重力做正功，電場力做負功，根據動能定理得：

WF+mgL(1-cosθ)-qELsinθ=0-0，

解得：

WF=qELsinθ-mgL(1-cosθ)=0.03J

答：（1）電場強度的大小為1732N/C．
（2）外力需做0.03J的功．

點評：本題考查了共點力平衡和動能定理，難度不大，關鍵掌握動能定理解題的思路，要確定好研究的過程，運用動能定理列表達式進行求解．