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^－6C，匀强电场的场强E＝3.0×10³N/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)F=3.0×10－3N (2)m=4.0×10－4kg (3)v=2.0m/s

【解析】

试题根据电场力的计算公式求解电场力；画出小球受力情况示意图，根据几何关系列方程求解质量；根据机械能守恒定律求解速度．

（1）根据电场力的计算公式可得电场力；
（2）小球受力情况如图所示：

根据几何关系可得，所以；

（3）电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则，解得v=2m/s．