Question

质量为m、带电量为+q的小球用一绝缘细线悬于O点，开始时它在A、B之间来回摆动，OA、OB与竖直方向OC的夹角为θ（如图所示）．
（1）如果当它摆到B点时突然施加一竖直向上的、大小为E=

mg

q

的匀强电场，则此时线中的拉力T₁=______；
（2）如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的，则当小球运动到B点时线的拉力T₂=______．

Answer 1

（1）电场力F=qE=mg，故电场力与重力平衡；运动到最高点加电场，小球由于惯性保持静止，故细线的拉力为零；
（2）如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的，由于重力与电场力平衡，故此后小球做匀速圆周运动，拉力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
T₂=m

v2

l

从A到C过程，根据动能定理，有：
mgl（1-cosθ）=

1

2

mv2
联立解得：
T₂=2（1-cosθ）mg
故答案为：
（1）0；
（2）2（1-cosθ）mg．