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37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的

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37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的

题型:不详难度:来源:
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37°角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,(重力加速度为g),求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)求小球经过最低点时线的拉力.魔方格
答案
:(1)小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力,
魔方格

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,

魔方格
两个力做功,小球开始摆动做圆周运动
由动能定理:
1
2
mv2=(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
20
mg
举一反三
如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面.现将带电量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做功大小为W;将带电量为q的负电荷从A点移到C点,需克服电场力做功大小为2W.则该匀强电场的场强方向为(  )
A.平行于AC边,沿A指向C的方向
B.平行于AC边,沿C指向A的方向
C.平行于AB边,沿A指向B的方向
D.平行于AB边,沿B指向A的方向
魔方格
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匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1m,D为AB的中点,如图所示.已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V.设场强大小为E,一电量为1×10-6 C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W,则(  )
A.W=8×10-6J,E>
8v
m
B.W=6×10-6J,E>
6v
m
C.W=8×10-6J,E≤
8v
m
D.W=6×10-6J,E≤
6v
m
魔方格
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在静电场中的某一点A放一个试探电荷q=-1×10-10C,测得该试探电荷q 受到的电场力为1×10-8N,方向向左,则A点的场强的大小为______N/C和方向______;如果从A点取走q,则A点场强大小为______N/C;若将一个q=2×10-10C的试探正电荷放在A点,其所受的电场力为______N.
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将带电量为q=+1×10-8C的试探电荷放入电场中的P点,如图所示,它受到的电场力为F=4×10-5N,方向水平向右,求P点的电场强度E的大小和方向?魔方格
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如图所示一匀强电场的直角坐标系XOY所在平面平行,电场中的o、a、b三点的电势分别为φO=10V,φa=16,Vφb=-2V,则O点处的场强方向为(  )
A.沿+x轴偏+y轴方向B.沿+x轴偏-y轴方向
C.沿-y轴方向D.沿+x轴方向
魔方格
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