问题 填空题

如图所示,在水平向左的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线长度为L,一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平伸直的位置A然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ=60°的位置B时速度为零.则电场强度E=______,小球运动过程中的最大速率为______.

答案

由动能定理可知:

mgLsin60°-EqL(1-cos60°)=0

解得:E=

3
mg
q

设小球在运动中细线与水平方向的夹角为α,则对任一时刻应有:

mgLsinα-EqL(1-cosα)=

1
2
mv2

解得:v=

2gLsinα-2
3gL(1-cosα)
=
2gL(sinα+
3
cosα)-2
3
gL
=
4gLsin(60°+α)-2
3gL

当α=30°时,v最大,最大值vm=

2gL(2-
3
)

故答案为:

3
mg
q
2gL(2-
3
)

单项选择题
多项选择题