题目内容

【题目】如图所示,在竖直平面内,用长为L的绝缘轻绳将质量为m、带电量为+q、的小球悬于O点,整个装置处在水平向右的匀强电场中。初始时刻小球静止在P点。细绳与场强方向成角。今用绝缘锤子沿竖直平面、垂直于OP方向打击一下小球,之后迅速撤离锤子,当小球回到P处时,再次用锤子沿同一方向打击小球,两次打击后小球恰好到达Q点,且小球总沿圆弧运动,打击的时间极短,小球电荷量不损失。锤子第一次对小球做功为,第二次对球做功为

1求匀强电场的场强大小E;

2的值达到最大,分别求

【答案】12

【解析】

试题分析:1小球在P点处于静止时有

解得:

2等效重力G为重力mg与电场力qE的合力,方向沿OP方向,

为使W1:W2最大,须使W1最大,W2最小,但细绳不能松弛,所以锤子第一次打击小球后,恰好能使细绳转过900,这种情况下锤子对小球做功为W1,根据动能定理有:W1-GL=0,解得

锤子第二次对小球做功使小球从P点运动到Q点,在Q点,小球的等效重力G刚好提供向心力,这种情况下锤子第二次对小球做功为W2在Q点,

解得:

根据动能定理有:

解得:

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