如图所示,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l,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,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 库仑定律/2022-11-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,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l,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角的A点.已知静电力恒量为k.求:
(1)小球静止在A点处绳子受到的拉力的大小;
(2)外加电场场强的大小;
(3)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.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)带电小球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,F0为外加电场给A的电场力,则
Tcosθ-mg-Fcosθs=0     ①
Fsinθ+F0-Tsinθ=0      ②
F=k
qQ
l2
                    
联立式解得 T1=k
qQ
l2
+
mg
cosθ
             
(2)E=
F
q
=
mgtanθ
q
                  
(3)小球从B运动到C的过程中,Q对q的库仑力不做功,由动能定理得
mgl-qEl=
1
2
C2-0           
在C点时      T2-k
qQ
l2
-mg=m
mv2C
l
             
联立解得      T2=k
qQ
l2
+mg(3-2tanθ)      
答:(1)小球在A点绳子受到的拉力为k
qQ
l2
+
mg
cosθ
      
(2)电场强度为
mgtanθ
q

(3)绳受到的拉力T2大小为k
qQ
l2
+mg(3-2tanθ)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,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l,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,…”主要考查了你对  【向心力】,【动能定理】,【库仑定律】,【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。

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