(10分)如图所示,一长为L的细线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ=450时,小球处于平衡状态,
试问:(1)小球的带电荷量q多大?
(2)若细线的偏角θ从450增加到900,然后由静止释放小球,细线到达竖直位置时小球速度?该位置绳子对球的拉力为多少?
解(1)q =mg/E (2) T=mg
【解析】
试题分析:
(1)小球在电场中受到重力、电场力和细线的拉力而处于平衡状态.根据细线偏离的方向,分析电场力方向,确定小球的电性.
(2)根据平衡条件和电场力公式F=qE,列方程求出小球所带的电量.
(3)将细线的偏角由θ从450增加到900,由静止开始释放后,根据动能定理求出小球运动到悬点正下方时的速度,再由牛顿第二定律求出绳上的拉力.
解(1)mg=qE 3分
q =mg/E
(2)释放后 mgl-qEl= mv2/2-0
V =0 4分
T-mg=mv2/l 3分
T=mg
考点:电场强度;共点力平衡的条件及其应用;牛顿第二定律;向心力
点评:本题整合了物体的平衡、牛顿第二定律和动能定理等多个规律,分析受力是基础,要培养分析受力情况、作力图的习惯.
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A、物体的运动轨迹是椭圆 | B、物体运动至绳中点时加速度为零 | C、物体在全过程的加速度是不变的 | D、物体不可能到达B处 |
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