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.
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【答案】
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【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。
练习册系列答案
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| q |
| A、小物块将沿斜面下滑 | ||
| B、小物块将做曲线运动 | ||
C、小物块到达地面时的速度大小为2
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| D、若其他条件不变,只增大电场强度,小物块到达地面前的运动时间将增大 |