Question

如圖所示，空間存在著電場強(qiáng)度為E=2.5×10²N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，一長為L=0.5m的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q= 4×10^－2C的小球。現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，則小球能運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn).不計(jì)阻力。取g=10m/s².求：
（1）小球的電性。
（2）細(xì)線在最高點(diǎn)受到的拉力。
（3）若小球剛好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂，則細(xì)線斷裂后小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)水平方向距離為細(xì)線的長度L時(shí)，小球距O點(diǎn)的高度.

Answer 1

（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知，小球帶正電             
（2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，對該過程由動(dòng)能定理有，
                           ①   
在最高點(diǎn)對小球由牛頓第二定律得，  ②  
由①②式解得，T="15N                                     "
（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則③
設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L的過程中，歷時(shí)t，則  ④
設(shè)豎直方向上的位移為s，則              ⑤
由①③④⑤解得，s=0.125m                           
小球距O點(diǎn)高度為s+L="0.625m."                       

略