新高考一卷山東物理包括物理科目考試、物理化學(xué)必選、物理生物技術(shù)選考、物理化學(xué)政治選考等不同組合。
題目:一個質(zhì)量為 m 的小球,用長為 L 的絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中,電場強度為 E,方向豎直向下。當小球靜止時,細線與豎直方向成 θ 角,求小球所在處的電場強度大小。
解析:
(1)當小球靜止時,受到重力、電場力和細線的拉力三個力作用而平衡,根據(jù)平衡條件得到電場強度的大??;
(2)根據(jù)電場力與重力的關(guān)系求出電場強度的方向。
答案:小球受到重力$mg$、電場力$F_{電}$和細線的拉力$T$作用而平衡,由平衡條件得:$F_{電} = mg\tan\theta$
由牛頓第三定律得:小球?qū)尹c的拉力大小為$T^{\prime} = mg\tan\theta$
小球處于勻強電場中,電場強度為E,方向豎直向下,則有:$T^{\prime} = E\sin\theta$
解得:$E = \frac{mg\tan\theta}{\sin\theta}$
答案:小球所在處的電場強度大小為$\frac{mg\tan\theta}{\sin\theta}$。