题目内容
【题目】用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球的质量为4.0×10-2kg,所带电荷量为+2.0×10-8C。现加一水平方向的匀强电场,平衡时小球位于A点,绝缘绳与竖直方向的夹角为37°,如图所示。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E的大小
(2)若将绝缘轻绳拉至水平,小球从图中B点静止释放,求运动过程中小球对轻绳的最大拉力。
【答案】(1) (2)
【解析】试题分析:小球在电场中受重力、电场力和拉力处于平衡,根据共点力平衡求出匀强电场的电场强度大小;根据动能定理求出到A点的速度,再结合牛顿第二定律求出拉力。
(1)由平衡条件得:
带入数据解得:
(2)由题可知,小球运动到A点时,球对绳的拉力最大,设绳长为,
从B到A由动能定理有:
在A点,由牛顿第二定律有:
联立并带入数据解得:
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