Question

【題目】如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一長(zhǎng)度l的絕緣輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量m、帶電量q的小球（小球的大小可以忽略）在位置B點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角α=37，空氣阻力不計(jì)，sin37=0.6，cos 37 =0.8，g=10m/s2。

(1)求該電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大��；

(2)在始終垂直于l的外力作用下將小球從B位置緩慢拉動(dòng)到細(xì)繩豎直位置的A點(diǎn)，求外力對(duì)帶電小球做的功；

(3)將小球從A點(diǎn)釋放，小球最高能達(dá)到什么位置？說(shuō)明原因。

Answer 1

【答案】(1)；(2)0.25mgl；(3)見(jiàn)解析

【解析】

(1)帶電小球靜止，受到合力等于零，電場(chǎng)力與重力的關(guān)系是

解得

(2)小球在外力作用下從B位置緩慢移動(dòng)到A位置過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有

代入數(shù)值得

(3)小球最高到達(dá)C點(diǎn)，OC與豎直方向夾角為2α=74°（或者：OC與OA關(guān)于OB對(duì)稱）

原因：將電場(chǎng)力與重力等效成“等效重力”，其方向沿OB方向，小球從A點(diǎn)靜止釋放，應(yīng)該擺動(dòng)到關(guān)于OB對(duì)稱的位置。