问题 问答题

如图15所示,质量为 m、电量为+q的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端,绳的另一端固定于O点,绳长为O点有一电荷量为+Q(Q>>q)的点电荷P,现加一个水平向右的匀强电场,小球静止于与竖直方向成 θ=300角的A点。求:

(1)小球静止在A点处绳子受到的拉力和外加电场大小;

(2)将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放,则小球经过最低点C时,绳受到的拉力。

答案

(1)(2)

(1)带电粒子A处于平衡,其受力如图,其中F为两点电荷间的库仑力,T为绳子拉力,E0为外加电场,则

Tcosθ-mg-Fcosθ=0   ① (2分)

Fsinθ+qE0-Tsinθ="0   "  ②(2分)

           ③(2分)

联立式解得:有     ④(2分)

           

   ⑤ (2分)

(2)小球从B运动到C的过程中,qQ间的库仑力不做功,由动能定理得

  ⑥ (2分)

C点时:   ⑦(2分)

联立⑤、⑥、⑦解得:   ⑧ (2分)

单项选择题
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