Question

如右圖所示，在場強E＝10⁴ N/C的水平勻強電場中，有一根長l＝15 cm的細線，一端固定在O點，另一端系一個質量m＝3 g、電荷量q＝2×10^{－6 C}的帶正電小球，當細線處于水平位置時，小球從靜止開始釋放，g取10 m/s².求：

(1)小球到達最低點B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了多少？

(2)若取A點電勢為零，小球在B點的電勢能、電勢分別為多大？

(3)小球到B點時速度為多大？繩子張力為多大？

 

Answer 1

【答案】

(1)重力勢能減少4.5×10^－3 J　電勢能增加3×10^－3 J

(2)3×10^－3 J　1.5×10³ V

(3)1 m/s　5×10^－2 N

【解析】(1)ΔE_p＝－mgl＝－4.5×10^－3 J

ΔE_p電＝Eql＝3×10^－3 J

(2)E_p＝3×10^－3 J

E_p＝φ_Bq

φ_B＝ V＝1.5×10³ V

(3)A→B由動能定理得：

mgl－Eql＝mv_B²

所以v_B＝1 m/s

在B點對小球

F_T－mg＝

F_T＝5×10^－2 N