如图,在一个分布范围足够大的水平向右的匀强电场中,用长为L的绝缘轻质细丝线把一个带电小球悬挂在O点,小球的质量为m,带电量为q,当小球在A点处于静止状态时,细丝线与竖

◎ 题目

如图,在一个分布范围足够大的水平向右的匀强电场中,用长为L的绝缘轻质细丝线把一个带电小球悬挂在O点,小球的质量为m,带电量为q,当小球在A点处于静止状态时,细丝线与竖直方向夹角为θ=30°.现把小球用绝缘工具移动到B位置,使细丝线伸直且水平,无初速释放小球,试求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)小球经过O点正下方的C点时,细丝线对小球的拉力大小;
(3)小球向左能够到达的最远位置为D,小球在D位置时,细丝线与竖直方向的夹角α.

◎ 答案

(1)带电小球在A处静止,小球受力如图,由平衡条件得:
qE=mgtanθ  
整理得:E=

3
mg
3q

(2)小球从B到C的过程,由动能定理得:
mgL-qEL=
1
2
m
v2C

在C点,由牛顿第二定律得:
TC-mg=
m
v2C
L

联立得:TC=(3-
2
3

3
)mg
(3)小球从B到D的过程,由动能定理得:
mgLcosα-qEL(1+sinα)=0
得:α=30°(另一解舍去)  
答:(1)匀强电场的场强大小为

3
mg
3q

(2)小球经过O点正下方的C点时,细丝线对小球的拉力大小为(3-
2
3

3
)mg;
(3)小球向左能够到达的最远位置为D,小球在D位置时,细丝线与竖直方向的夹角α为30°.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,在一个分布范围足够大的水平向右的匀强电场中,用长为L的绝缘轻质细丝线把一个带电小球悬挂在O点,小球的质量为m,带电量为q,当小球在A点处于静止状态时,细丝线与竖…”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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