题目内容

如图所示，水平向右的匀强电场E=200V/m．轻质细线长为L=0.6m，一端固定在电场中的O点，另一端系可看作质点的小球，小球的质量m=3×10-4kg，带电量q=+2×10-5C．求：
（1）当小球静止时细线与竖直方向的夹角θ；
（2）让细线刚好拉直且处于水平方向，小球从图中C点由静止释放，求小球运动到O点正下方时速度大小；
（3）让细线刚好拉直且处于竖直方向，小球从图中B点由水平向右以4m/s的初速度开始运动，求小球运动到O点正下方时对细线的拉力．
（1）小球所受电场力大小F=qE=4×10-3N
小球所受重力mg=3×10-3N
对小球静止时受力分析如图：

（2）根据平衡条件tanθ=
qE
mg
=0.8
得θ=53°
小球从图中C点由静止释放，运动到O点正下方过程中根据动能定理：
mgL+qEL=
1
2
mv2-0
得：v=2
7
m/s
（3）B点由水平向右以4m/s的初速度开始运动，运动到O点正下方过程中，根据动能定理：
mg2L=
1
2
mv′2-
1
2
mv02
对小球在最低点时受力分析，根据牛顿第二定律得：
T-mg=m′
v′2
L

解得：T=0.023N
答：（1）当小球静止时细线与竖直方向的夹角θ为53°；
（2）让细线刚好拉直且处于水平方向，小球从图中C点由静止释放，求小球运动到O点正下方时速度大小为2
7
m/s；
（3）让细线刚好拉直且处于竖直方向，小球从图中B点由水平向右以4m/s的初速度开始运动，求小球运动到O点正下方时对细线的拉力为0.023N．
练习册系列答案
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如图所示，在水平放置的A、B两带点金属板形成的匀强电场中，MN两点之间的连线与竖直方向的夹角为60°．把带电量为q=-1.5×10-8C的点电荷由M点移到N点，克服电场力做了4.2×10-5J的功．MN长为1cm．试求：
（1）该点电荷的电势能如何变化？变化多少？
（2）M、N两点的电势差UMN；
（3）电场强度的大小和方向．
图甲所示的U-x图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上的距离关系．如图乙所示，若三对金属板的负极板接地，图中x均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是（　　）
A．三对金属板两板电势差的关系为U1=U2=U3
B．三对金属板正极电势的关系φ1＞φ2＞φ3
C．三对金属板板间距离关系为d1＜d2＜d3
D．三对金属板板间场强大小是E1＞E2＞E3
如图所示的匀强电场，电场强度E=2×104N/C．一电荷量q=+1×10-8C的电荷从电场中的A点移动到B点，A、B之间的距离d=0.1m．求：
（1）电荷所受电场力的大小F；
（2）电场力对电荷做的功W．
如图所示，质量为m的带负电的小物块置于倾角为30°的光滑斜面上，小物块到地面的高度为h，当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时，小物块恰好静止在斜面上．现将电场方向突然改为竖直向上，而场强大小不变．已知重力加速度为g，求小物块斜面底端的速度大小．
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（1）匀强电场的电场强度；
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如图所示，在等量异种点电荷+Q和-Q的电场中，有一个正方形OABC，其中O点为两电荷连线的中点．下列说法正确的是（　　）
A．A点电场强度比C点的电场强度大
B．A点电势比B点的电势高
C．将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等
D．移动同一正电荷，电场力做的功WCB=WOA
如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA之值为（　　）
A．-10VB．10VC．-5VD．5V
在电场中，把电荷量为4×10-9C的正电荷从A点移到B点，克服电场力做功6×10-8J，以下说法中正确的是（　　）
A．电荷在B点具有的电势能是6×10-8J
B．B点的电势是15V
C．电荷的电势能增加了6×lO-8J
D．电荷的电势能减少了6×10-8J

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