题目

如图所示，长 的轻质绝缘细绳上端固定，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 。已知小球所带电荷量 ，匀强电场的场强 ，取重力加速度 ， ， ，求： （1） 小球的质量 ； （2） 在绳子伸直状态下将小球拉到绳与竖直方向的夹角为 的位置由静止释放，小球回到原来静止位置时的动能。 答案： 解：根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为 F=qE 对小球受力分析，有重力、绳子的拉力和水平向右的电场力。根据共点力平衡条件和图中几何关系有 mgtan37∘=F 解得 m=4.0×10−4kg 解：小球由静止释放后将绕悬点摆动，则在绳子伸直状态下将小球拉到绳与竖直方向的夹角为 60∘ 的位置由静止释放的过程中，根据动能定理有 mgl(cos37∘−cos60∘)−qEl(sin60∘−sin37∘)=Ek−0 解得 Ek=0.4×10−3J

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