(附加题)长为L的细线一端固定一个带正电小球,另一端固定在O点,且处在一匀强电场中,小球受到的电场力等于其重力的3倍.当电场的取向合适时,可使小球在与水平方向成30°角的

◎ 题目

(附加题)  长为L的细线一端固定一个带正电小球,另一端固定在O点,且处在一匀强电场中,小球受到的电场力等于其重力的

3
倍.当电场的取向合适时,可使小球在与水平方向成30°角的倾斜平面内做圆周运动,求此圆周运动的最大速度以及此时电场的方向.
魔方格

◎ 答案


魔方格
如图所示,小球在30°倾斜平面内作圆周运动时一定有:
   

3
mgcosθ=mgcos30°

得θ=60°,因此电场力必沿水平向左方向,又因小球带正电,故电场方向也沿水平向左方向.
当速度最小时有:mgsin30°+

3
mgsinθ=m
v2min
L

得 vmin=

2gL

速度由最小到最大得过程中,由动能定理得:
(mgsin30°+

3
mgsinθ)×2L=
1
2
m
v2max
-
1
2
m
v2min

所以,vmax=

10gL

答:此圆周运动的最大速度为

10gL
.此时电场的方向为水平向左.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“(附加题)长为L的细线一端固定一个带正电小球,另一端固定在O点,且处在一匀强电场中,小球受到的电场力等于其重力的3倍.当电场的取向合适时,可使小球在与水平方向成30°角的…”主要考查了你对  【动能定理】,【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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