Question

如图所示，将平行板电容器极板竖直放置，两板间距离d=0.1m，电势差U=1000V，一个质量m=0.2g，带正电q=10^-7C的小球（球大小可忽略不计），用l=0.01m长的丝线悬于电容器极板间的O点．现将小球拉到丝线呈水平伸直的位置A，然后放开．假如小球运动到O点正下方B点处时，线突然断开．
（1）求小球运动到O点正下方B点处刚要断时线的拉力
（2）以后发现小球恰能通过B点正下方的C点，求B、C两点间的距离．（g取10m/s²）

Answer 1

【答案】分析：（1）从A到B，根据动能定理与牛顿第二定律，即可求解；
（2）由电场力提供合力，结合运动学速度与时间的关系，从而即可求解．
解答：解：（1）电场强度E==10⁴V/m
从A到B根据动能定理：
由牛顿第二定律：
解得：T=4×10^-3N      
（2）从B到C，水平方向：
运动所需要的时间，
竖直方向分运动是自由落体运动：
答：（1）则小球运动到O点正下方B点处刚要断时线的拉力4×10^-3N；
（2）以后发现小球恰能通过B点正下方的C点，则B、C两点间的距离0.08m．
点评：考查动能定理与牛顿第二定律相综合，掌握运动学公式的应用，理解电场强度与电势差的关系式，注意式中d的含义．