Question

如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°．已知小球所带电荷量q=1.0×10^﹣6 C，匀强电场的场强E=3.0×10³ N/C，取重力加速度g=10m/s²，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：

（1）小球所受电场力F的大小．

（2）小球的质量m．

（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．

Answer

（1）3.0×10﹣3 N（2）4×10﹣4kg（3）2m/s

【解析】（1）根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为

F=qE=1.0×10–6×3.0×103 N=3.0×10–3 N

（2）小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用处于平衡状态，如图所示

根据几何关系有，得m=4.0×10–4 kg

（3）撤去电场后，小球将绕悬点摆动，根据动能定理有

得

【名师点睛】本题力电综合问题，但电场力与对小球施加水平向右的恒力F作用效果相同，因此可以用相关的力学知识来解答。