题目内容

(10分)如图所示,在方向水平的匀强电场中,一个不可伸长的不导电轻细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉直至细线与电场方向平行,然后无初速释放,已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为.求小球经过最低点时细线对小球的拉力.

 

【答案】

【解析】

试题分析:设细线长为L,球的电荷量为q,场强为E.若电荷量q为正,则场强方向在题图中向右,反之向左.

即带电小球受到的电场力F=qE,方向水平向右,

从释放点到左侧最高点,重力势能的减小等于电势能的增加.

           ①                              (3分)

若小球运动到最低点时的速度为v,由动能定理得

              ②                              (3分)

此时线的拉力为FT,由牛顿第二定律得

                  ③                             (2分)

由以上各式解得

                                         (2分)

考点:电场与力学的综合问题

点评:中等难度。解决此类问题只需要把电场力看成一个普通的恒力,运用动能定理或能量守恒以及竖直平面内的圆周运动规律来求解。

 

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