Question

如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场，其场强为E，一根绝缘细线长为L，它一端固定在图中的O点，另一端固定有一个质量为m，带电量为q的点电荷，将该点电荷拉至图示的位置A从静止释放．求：
（1）点电荷运动到O点正下方B点时的速度大小
（2）此刻细线对点电荷拉力大小为多少？

Answer 1

分析：（1）在电荷向下运动过程中，重力与电场力对小球做功，绳子的拉力不做功，由动能定理可以求出电荷运动到最低点时的速度．
（2）小球做圆周运动，重力、电场力、绳子拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出绳子的拉力．

解答：解：（1）从A到B过程，由动能定理得：
mgL+qEL=

1

2

mv²-0，
小球到达B时的速度v=

2(mg+qE)L m

；
（2）在B点，由牛顿第二定律得：
T-mg-qE=m

v2

L

，解得：T=3（mg+qE）；
答：（1）点电荷运动到O点正下方B点时的速度大小为

2(mg+qE)L m

；
（2）此刻细线对点电荷拉力大小为3（mg+qE）．

点评：对小球正确受力分析、应用动能定理及牛顿第二定律即可正确解题．