用一根长为l的丝线吊着一质量为m带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成370角.现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电
◎ 题目
用一根长为l的丝线吊着一质量为m带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成370角.现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g),求: (1)匀强电场的电场强度的大小? (2)电场方向变为向下小球经过最低点时的瞬时速度多大? (3)电场方向变为向下小球经过最低点时丝线对小球的拉力多大? |
◎ 答案
(1)以小球为研究对象,分析受力情况:重力mg、电场力qE、丝线的拉力FT,如图1所示.由平衡条件得:mgtan37°=mg 故E=
(2)当电场方向变为向下后,小球受到的电场力竖直向下,向下做圆周运动,重力和电场力都做正功,由动能定理得 (mg+qE)l(1-cos37°)=
解得,v=
(3)小球经过最低点时,由重力、电场力和丝线的拉力的合力提供了向心力,如图2所示.根据牛顿第二定律得 FT-mg-qE=m
解得 FT=
答: (1)匀强电场的电场强度的大小为
(2)电场方向变为向下小球经过最低点时的瞬时速度为
(3)电场方向变为向下小球经过最低点时丝线对小球的拉力为
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◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“用一根长为l的丝线吊着一质量为m带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成370角.现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电…”主要考查了你对 【向心力】,【共点力的平衡】,【牛顿第二定律】,【功能关系】,【电场强度的定义式】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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