题目
长1.4m、质量 \(1.0\times10^{-2}kg\)、电荷量 \(2.0\times10^{-8}C\) 的正电小球在水平向右匀强电场中平衡，绳与竖直成37°。从左侧水平位置静止释放。
选项
- A. \(E=3.75\times10^7N/C\)
- B. 平衡拉力0.17N
- C. 0.5s时速度6.25m/s
- D. 首次通过O正下方速度7m/s
学习定位
电场强度与电势能
题族：电场功与电势能
训练能力：电势高低判断、电场力功与能量关系
前置知识：电场强度、功与能量
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电势电势差等势面匀强场电摆释放
参考答案
D
分步解析
1. 条件提取
先由平衡求qE和合恒力，再以重力势能与电势能共同守恒求指定位置速度。
2. 对应公式
\[qE=mg\tan37^\circ,\quad T=mg/\cos37^\circ,\quad \Delta E_k=W_g+W_E\]
3. 推导过程
E=3.75×10^6N/C，平衡拉力0.125N。由左侧水平位置到O正下方，重力做功mgl，电场力做功qEl，合功0.245J，得v=7m/s。0.5s速度不等于6.25m/s。
4. 结论
答案为 **D**。
变式练习
进阶近似题：同考点迁移
保持“匀强场电摆释放”的核心考点，改变电荷符号、空间位置或初始能量后，重新判断场强、电势与能量关系。
变式答案
先确定电势差和电场方向，再用功与能量关系完成计算；答案随新条件确定。
思路提示
先找不变量，再处理电荷正负引起的方向和符号变化。