【題目】如圖所示,在沿水平方向的勻強電場中有一固定點O,用一根長度為的絕緣細線把質(zhì)量為,帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點,小球靜止在B點時細線與豎直方向的夾角為求:

兩點間的電勢差

將小球拉至位置A使細線水平后由靜止釋放,小球通過最低點C時細線對小球的拉力F的大。

如果要使小球能繞O點做完整的圓周運動,則小球在A點時沿垂直于OA方向運動的最小初速度的大小,,

【答案】1AB兩點間的電勢差UAB﹣400V;

2)將小球拉至位置A使細線水平后由靜止釋放,小球通過最低點C時細線對小球的拉力F的大小是3N

3)如果要使小球能繞O點做完整的圓周運動,則小球在A點時沿垂直于OA方向運動的初速度v0的大小是m/s

【解析】

試題(1)小球在B點處于靜止狀態(tài),對小球進行受力分析,根據(jù)平衡條件與勻強電場的場強與電勢差關(guān)系即可求解;

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,小球受重力和細線的合力提供向心力,根據(jù)向心力公式即可求解.

解:(1)帶電小球在B點靜止受力平衡,根據(jù)平衡條件得則:

qE=mgtanθ,

得:=V/m

U=Ed有:V;

2)設(shè)小球運動至C點時速度為vC,則:

mgL﹣qEL=mvC2

解得:vC=1.4m/s,

C點,小球受重力和細線的合力提供向心力,根據(jù)向心力公式得:

F﹣mg=m

代入數(shù)據(jù),聯(lián)立解得:F=3N

3)小球做完整圓周運動時必須通過B點的對稱點,設(shè)在該點時小球的最小速度為V,則:

聯(lián)立解得:

答:(1AB兩點間的電勢差UAB﹣400V;

2)將小球拉至位置A使細線水平后由靜止釋放,小球通過最低點C時細線對小球的拉力F的大小是3N

3)如果要使小球能繞O點做完整的圓周運動,則小球在A點時沿垂直于OA方向運動的初速度v0的大小是m/s

練習冊系列答案
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A. 繩張力不可能為零

B. 繩的張力隨角速度的增大而增大

C. 當角速度時,繩將出現(xiàn)彈力

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B. M、N兩點的電勢相等

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D. 若將一負試探電荷由無窮遠處移到N點時,電勢能一定增加

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