Question

1．質量為m，帶電量為+q的小球用一長度為L的絕緣細線懸于O點，開始時它在A、B之間來回擺動，OA、OB與豎直方向的夾角均為θ，若當小球擺動到B點時突然施加一方向豎直向上、大小E=$\frac{mg}{q}$的勻強電場，則此時線中的拉力大小為0，若這一勻強電場是在小球從A點擺到最低點C時突然加上去的，則當小球運動到B點時線中的拉力大小為2（1-cosθ）mg．

Answer 1

分析 （1）加電場后，電場力與重力平衡，物體保持靜止；
（2）加電場后，電場力與重力平衡，物體做勻速圓周運動，拉力提供向心力．

解答 解：（1）電場力F=qE=mg，故電場力與重力平衡；運動到最高點加電場，小球由于慣性保持靜止，故細線的拉力為零；
（2）如果這一電場是在小球從A點擺到最低點C時突然加上去的，由于重力與電場力平衡，故此后小球做勻速圓周運動，拉力提供向心力，根據牛頓第二定律，有：
T₂=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
從A到C過程，根據動能定理，有：
mgL（1-cosθ）=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
聯立解得：
T₂=2（1-cosθ）mg
故答案為：0；2（1-cosθ）mg．

點評 本題關鍵是明確小球的運動情況和受力情況，由于電場力和重力平衡，故加電場力相當于突然撤去重力，基礎問題．