如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一个带电小球,用长为0.2m的绝缘细线悬挂在O点,当小球静止在C点时,细线与竖直方向夹角为60°.若小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运

◎ 题目

如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一个带电小球,用长为0.2m的绝缘细线悬挂在O点,当小球静止在C点时,细线与竖直方向夹角为60°.若小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动,g=10m/s2,求:
(1)小球运动过程中的最小速度;
(2)小球运动到O点正下方B点时的速度.

◎ 答案

(1)小球在C点受重力、电场力和拉力处于平衡,知电场力和重力的合力与拉力等值反向,知A点为圆周运动的等效最高点.
根据牛顿第二定律得:
mg
cos60°
=m
v12
r

解得最小速度为:v1=

gr
cos60°
=

10×0.2
1
2
m/s=2m/s

(2)对小球从A点到B点运用动能定理得:qErsin60°+mgr(1+cos60°)=
1
2
mv22-
1
2
mv12

因为tan60°=
qE
mg
,则qE=

3
mg

代入解得:v2=4m/s.
答:(1)小球运动过程中的最小速度2m/s
(2)小球运动到O点正下方B点时的速度4m/s

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一个带电小球,用长为0.2m的绝缘细线悬挂在O点,当小球静止在C点时,细线与竖直方向夹角为60°.若小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运…”主要考查了你对  【电势差与电场强度的关系】  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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