Question

（10分）如图所示，质量为 m、电量为+q的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定于O点，绳长为，O点有一电荷量为+Q(Q＞＞q)的点电荷P，现加一个水平向右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成 θ=30⁰角的A点．求：

(1)小球静止在A点处绳子受到的拉力；

(2) 外加电场大小；

(3)将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放，则小球经过     最低点C时，绳受到的拉力。

 

Answer 1

解析：

（1）带电粒子在A点处于平衡，其受力如图，其中F为两点电荷间的库仑力，T为绳子拉力，E₀为外加电场，则

Tcosθ-mg-Fcosθ=0         ① (1分)

Fsinθ+qE₀-Tsinθ=0      ② (1分)

            ③ (1分)

联立式解得：

有    ④ (1分)

    ⑤ (1分)

(3)小球从B运动到C的过程中，q与Q间的库仑力不做功，由动能定理得

    ⑥ (2分)

在C点时：        ⑦ (2分)

联立⑤⑥⑦解得：

     ⑧(1分)