Question

3．如图，在电压为U、间距为d的平行金属板间用长为L的绝缘丝线悬挂一个质量为m、带负电的小球，己知小球静止于A点，此时丝线与竖直方向的夹角成45°．今把小球拉至B点，使丝线与竖直方向的夹角为60°，然后松手让小球运动，求当小球运动到悬点O正下方时悬线的张力（cos15°=0.966）．

Answer 1

分析 根据小球受力平衡求出小球所受的电场力，根据动能定理求出小球到达最低点时的速度，再根据向心力公式求解悬线拉力

解答 解：小球位于左侧A点处于平衡状态，受力平衡，小球受重力，绳子的拉力和电场力，
根据平衡条件可得：
F_电=mgtan45°
$\frac{U}{d}$q=mg
从B点到小球摆到最低点的过程中运用动能定理得：$\frac{1}{2}$mv²=mgl（1-cos60°）+Eqlsin60°
根据向心力公式得：T-mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$
解得：T=（2+$\sqrt{3}$）mg
答：小球摆到最低点时，悬线拉力为（2+$\sqrt{3}$）mg．

点评 解决本题的关键是受力分析，根据共点力平衡求解力，以及知道匀强电场的电场强度与电势差的关系