(2009•深圳一模)一根长为l的线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,线与竖直方向成

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  • 解题思路:(1)小球静止时在竖直线的右边,根据小球静止时受平衡力,可以判断出小球的受力的方向向右,与电场线的方向相同,因此小球带正电;对小球进行受力分析,水平方向和竖直方向的受力都平衡,即可得解;

    (2)水平方向不受力了,平衡破坏了,小球在竖直向下的重力和竖直向上的电场力的作用下,在绳子的约束下,在竖直平面内沿圆弧摆下,做圆周运动,或沿圆弧来回运动,根据动能定理,带电小球到最低点时重力和电场力做的功全部转化为小球的动能,此时速度最大,列式即可得解.

    :(1)小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力,

    由平衡条件得:mgtan37°=qE

    解得:E=

    3mg

    4q

    (2)电场方向变成向下后,重力和电场力都向下,

    两个力做功,小球开始摆动做圆周运动

    由动能定理:[1/2mv2=(mg+qE)L(1−cos37°)

    在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力,T−(mg+qE)=m

    v2

    L]

    解得:T=(mg+qE)+m

    V2

    L=

    49mg

    20

    答:(1)匀强电场的电场强度E=

    3mg

    4q;

    (2)

    49

    20mg.

    点评:

    本题考点: 电场强度;共点力平衡的条件及其应用;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: (1)掌握力的合成和分解,运用共点力平衡的条件找出力与力的关系.(2)带电粒子在复合场中的圆周运动一般由动力学公式求解,一般的曲线运动一般由动能定理求解.

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