如圖,在水平向右的勻強電場中有一固定點O,用一根長度L=0.4m的絕緣細(xì)線把質(zhì)量m=0.1kg、電量q=7.5×10-4C的帶正電小球懸掛在O點,小球靜止在B點時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=37°,現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放,求:
(1)勻強電場的場強大。
(2)小球運動通過最低點C時的速度大;
(3)小球通過最低點C時細(xì)線對小球的拉力大小.
分析:(1)小球在B點處于靜止?fàn)顟B(tài),對小球進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件即可求解;
(2)對小球,從A點運動到C點的過程中運用動能定理即可解題;
(3)在C點,小球受重力和細(xì)線的合力提供向心力,根據(jù)向心力公式即可求解.
解答:解:(1)小球在B點處于靜止?fàn)顟B(tài),對小球進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件得:
        mgtanθ=qE
解得:E=
mgtanθ
q
=
0.1×10×tan37°
7.5×10-4
N/C=103N/C
(2)對小球,從A點運動到C點的過程中運用動能定理得:
  mgL-qEL=
1
2
m
v
2
C
-0
解得,vC=
5
m/s
(3)在C點,小球受重力和細(xì)線的合力提供向心力,根據(jù)向心力公式得:
  T-mg=m
v
2
C
L

解得:T=2.25N
答:(1)勻強電場的場強大小為103N/C;
(2)小球運動通過最低點C時的速度大小為
5
m/s;
(3)小球通過最低點C時細(xì)線對小球的拉力大小為2.25N.
點評:本題主要考查了平衡條件、動能定理及向心力公式的直接應(yīng)用,難度不大.
練習(xí)冊系列答案
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mg
q
.現(xiàn)將小球從A點靜止釋放,則下列說法正確的是(  )

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(1)求該勻強電場的場強大;

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A.小球下落至最低點所用的時間為

B.小球在最低點對細(xì)線的拉力為5mg

C.小球運動至O點左側(cè)與A等高位置B時的速度為2

D.小球從釋放至O點左側(cè)與A等高位置B時,電勢能增加2EqL

 

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