Question

【题目】如图所示，在竖直平面内有一质量m=0.6kg、电荷量g=+3×10-3C的带电的小球，用一根长L=0.2m且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点。已知A、O、C三点等高，且OA=OC=L，若将带电小球从A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零，取g=10m/s2。

（1）求匀强电场的电场强度E的大小；

（2）求小球从A点由静止释放运动到B点的过程中速度最大时细线的拉力大小；.

（3）若将带电小球从C点无初速度释放，求小球到达A点时的速度。

Answer 1

【答案】(1) (2) 或 (3)

【解析】（1）小球到达最低点B时速度为0，根据动能定理有：

解得：

（2）小球到达最低点B时速度为0，根据对称性可知，达到最大速度的位置为AB弧的中点，即当沿轨迹上任一点切线方向的合力为零时，物体的速度有极值

根据动能定理有：

根据牛顿第二定律有：

联立解得：（或）

（3）小球从C点运动到B点做匀加速直线运动，则有：

，，

到达B点后细线绷直有机械能的损失，

小球由B→A过程中，根据动能定理有：

解得：