Question

（8分）一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时，将细线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零。试求：

（1）A、B两点的电势差
（2）匀强电场的场强大小；
（3）小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。

Answer 1

(1） mgL/2q　(2） mg/q　(3） mg

试题分析：（1）小球由A→B过程中，由动能定理：
mgLsin60°－qU_AB＝0
所以U_AB＝mgL/(2q）
（2）E＝＝mg/q
（3）小球在AB间摆动，由对称性知，B处细线拉力与A处细线拉力相等，而在A处，由水平方向平衡有
T_A＝Eq＝mg
所以T_B＝T_A＝mg
或在B处，沿细线方向合力为零，有
T_B＝Eqcos60°＋mgcos30°＝mg。