Question

如圖15所示，質(zhì)量為 m、電量為+q的帶電小球固定于一不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端，繩的另一端固定于O點(diǎn)，繩長(zhǎng)為，O點(diǎn)有一電荷量為+Q(Q＞＞q)的點(diǎn)電荷P，現(xiàn)加一個(gè)水平和右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球靜止于與豎直方向成 θ=30⁰角的A點(diǎn)。求：

(1)小球靜止在A點(diǎn)處繩子受到的拉力；

(2) 外加電場(chǎng)大��；

(3)將小球拉起至與O點(diǎn)等高的B點(diǎn)后無(wú)初速釋放，則小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)，繩受到的拉力

Answer 1

(1)帶電粒子A處于平衡，其受力如圖，其中F為兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力，T為繩子拉力，E₀為外加電場(chǎng)，則Tcosθ-mg-Fcosθs=0     1 (2分)

Fsinθ+qE₀-Tsinθ=0      2 (2分)

               3 (2分)

聯(lián)立式解得：有       4 (2分)

                5 (2分)

(2)小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，q與Q間的庫(kù)侖力不做功，由動(dòng)能定理得

   6 (2分)

在C點(diǎn)時(shí)：    7 (2分)

聯(lián)立5、6、7解得：     8 (2分)

解析:

(1)帶電粒子A處于平衡，其受力如圖，其中F為兩點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力，T為繩子拉力，E₀為外加電場(chǎng)，則Tcosθ-mg-Fcosθs=0     1 (2分)

Fsinθ+qE₀-Tsinθ=0      2 (2分)

               3 (2分)

聯(lián)立式解得：有       4 (2分)

                5 (2分)

(2)小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，q與Q間的庫(kù)侖力不做功，由動(dòng)能定理得

   6 (2分)

在C點(diǎn)時(shí)：    7 (2分)

聯(lián)立5、6、7解得：     8 (2分)

1.  要注意對(duì)小球受力分析，不要漏掉庫(kù)侖力。在處理豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，一般要用動(dòng)能定理建立最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的速度關(guān)系。要注意庫(kù)侖力始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功。