Question

如右图所示，在场强E＝10⁴ N/C的水平匀强电场中，有一根长＝15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g、电荷量q＝2×10^－6 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s².求：


(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？
(2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？
(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？

Answer 1

（1）－4.5×10^－3 J；3×10^－3 J（2）3×10^－3 J；1.5×10³ V（3）1 m/s；5×10^－2 N

试题分析：(1)重力势能变化量：ΔE_p＝－mgl＝－4.5×10^－3 J
电势能变化量：ΔE_p电＝Eql＝3×10^－3 J
(2)小球在B点的电势能：E_p＝3×10^－3 J
小球在B点的电势：E_p＝φ_Bq     解得：φ_B＝V＝1.5×10³ V
(3)A→B由动能定理得：mgl－Eql＝mv_B²    所以：v_B＝1 m/s
在B点对小球：F_T－mg＝
解得：  F_T＝5×10^－2 N