题目内容
如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零.由此可知小球重力与电场力的关系是Eq:mg=
:1
:1,小球在B点时,细线拉力为T=
mg
mg.
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分析:小球从A运动到B的过程中,重力和电场力做功,动能的变化量为零,根据动能定理求解Eq:mg.小球在B点时,球到达B点时速度为零,向心力为零,沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析,求解细线拉力T.
解答:解:小球从A运动到B的过程中,根据动能定理得:
mgLsinθ-qEL(1-cosθ)=0
得Eq:mg=sinθ:(1-cosθ)=
:1
小球到达B点时速度为零,向心力为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:T=qEcos60°+mgsin60°,故细线拉力T=
mg
故答案为:
:1,
mg.
mgLsinθ-qEL(1-cosθ)=0
得Eq:mg=sinθ:(1-cosθ)=
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小球到达B点时速度为零,向心力为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:T=qEcos60°+mgsin60°,故细线拉力T=
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故答案为:
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点评:本题类似于单摆,根据动能定理和向心力的相关知识进行求解.
练习册系列答案
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如图所示,在场强大小为E,方向水平向右的匀强电场中,放一个电荷量为-q的点电荷,A、B、C、D四点在以点电荷为圆心、半径为r的圆周上,并且A点、C点与点电荷在同一水平线上,B点、D点与点电荷在同一竖直线上,则下列说法正确的是( )
A、A点电场强度最大,且为E+k
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B、B、D两点电场强度大小相等,方向相同 | ||
C、同一点电荷在B点和D点时的电势能相等 | ||
D、同一点电荷在A点和C点时的电势能相等 |