Question

【题目】如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球1，线的上端固定于O点，若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，求：

(1)BA两点间的电势差U；

(2)匀强电场的场强E的大小；

(3)小球2的带电量Q。

Answer 1

【答案】(1) 　(2) 　(3)

【解析】 (1)小球1从B到A过程，由动能定理得：qU－mgLcos30°＝0－0

解得：U＝

(2)BA间沿电场线的距离为：d＝L＋Lsin30°

在匀强电场，有：E＝

所以联立以上三式得：E＝

(3)未拿走球2时，小球1恰好处于静止状态，小球1和2间的作用力为：F库＝k

小球1受力平衡，则有：

Fsin30°＋qE＝k

Fcos30°＝mg

所以解得：Q＝