Question

如图所示．在竖直平面内一个带正电的小球质量为m，所带的电荷量为q，用一根长为L不可伸长的绝缘细线系在一匀强电场中的O点．匀强电场方向水平向右，分布的区域足够大．现将带正电小球从O点右方由水平位置A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零．

1.求匀强电场的电场强度E的大小．

2.若小球从O点的左方由水平位置C点无初速度释放，则小球到达最低点B所用的时间t是多少?此后小球能达到的最大高度H(相对于B点)是多少?

 

Answer 1

【答案】

 

1.E =

2.

【解析】（1）对小球由A到B的过程，由动能定理得

0 = mgL - qELE =  

（2）小球由C点释放后，将做匀加速直线运动，到B点时的速度为。小球做匀加速直线运动的加速度为a，则

a = mg/m = g

 = 2aL

t =

小球到B点时丝线恰好拉紧。将分解为和，

 = cos45 =

此后小球以作圆周运动。设运动到D点恰好速度为0，

对小球由B点到D点的过程，由动能定理得

0 - m =  - mg(L + Lsin) + qELcos

 = 45

在到达D点前小球一直沿圆轨道运动，所以小球离B点的最大高度

H = L + Lsin = L