Question

（08年茂名市二模）(16分)如图15所示，质量为 m、电量为+q的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定于O点，绳长为，O点有一电荷量为+Q(Q＞＞q)的点电荷P，现加一个水平向右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成θ=30⁰角的A点。求：

(1)小球静止在A点处绳子受到的拉力；

(2)外加电场大小；

(3)将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放，则小球经过最低点C时，绳受到的拉力。

Answer 1

解析：

(1)带电粒子A处于平衡，其受力如图，其中F为两点电荷间的库仑力，T为绳子拉力，E₀为外加电场，则

   

Tcosθ-mg-Fcosθs=0     ①

 

Fsinθ+qE₀-Tsinθ=0      ②

 

               ③

 

联立式解得：有      ④

 

    （2）外加电场大小为     ⑤

 

（3）小球从B运动到C的过程中，q与Q间的库仑力不做功，由动能定理得

 

  ⑥

 

在C点时：    ⑦

 

联立⑤、⑥、⑦解得：     ⑧