Question

（8分）一長為L的細線，上端固定，下端拴一質量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強電場中。開始時，將細線與小球拉成水平，小球靜止在A點，釋放后小球由靜止開始向下擺動，當細線轉過60°角時，小球到達B點速度恰好為零。試求：

（1）A、B兩點的電勢差

（2）勻強電場的場強大小；

（3）小球到達B點時，細線對小球的拉力大小。

 

Answer 1

【答案】

(1） mgL/2q　(2） mg/q　(3） mg

【解析】

試題分析：（1）小球由A→B過程中，由動能定理：

mgLsin60°－qU_AB＝0

所以U_AB＝mgL/(2q）

（2）E＝＝mg/q

（3）小球在AB間擺動，由對稱性知，B處細線拉力與A處細線拉力相等，而在A處，由水平方向平衡有

T_A＝Eq＝mg

所以T_B＝T_A＝mg

或在B處，沿細線方向合力為零，有

T_B＝Eqcos60°＋mgcos30°＝mg。

考點：考查了動能定理，共點力平衡條件，電場力做功