Question

一长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零.试求:

(1)AB两点的电势差U_AB;

(2)匀强电场的场强大小;

(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小.

Answer 1

(1)小球由A到B过程中,由动能定理得,mgLsin60°-qU_AB=0

所以U_AB=mgL/2q.

(2)E=mg/q.

(3)小球在AB间摆动,由对称性知,B处绳拉力与A处绳拉力相等,而在A处,由水平方向平衡有:

T_A=Eq=mg  所以T_B=T_A=mg

或在B处,沿绳方向合力为零,有:T_B=Eqcos60 °+ngcos30°=mg.