题目内容
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:
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(1)AB两点的电势差UAB;
(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.
【答案】
(1)-
(2)
(3)
mg
【解析】取向下为正
(1)小球由A到B过程中,由动能定理得
mgLsin 60°+qUAB=0,所以UAB=-
.
(2)E=
=![]()
(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:
TA=qE=
mg 所以TB=TA=
mg
或在B处,沿绳方向合力为零,有
TB=qEcos
60°+mgcos 30°=
mg.
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