题目内容
【题目】如图,在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点,另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球(可视为质点),初始时小球静止在电场中的a点,此时细绳拉力为mg,g为重力加速度。求:
(1)求电场强度E;
(2)O、b两点的电势差U;
(3)要使其能在竖直面内做完整的圆周运动,求小球运动到a点需要获得的最小初速度。
【答案】(1) ,方向竖直向上 (2) (3)
【解析】
(1).在a处:
方向竖直向上
(2)根据电势差公式可知
.
(3)合力竖直向上,合加速度竖直向上,
故要其能在竖直面内做完整的圆周运动,在b点处最小的向心力为
(细线无拉力)
设此时运动到b处速度为,
,
由a到b的过程,由动能定理,
解得:
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