如图所示,空间存在着电场强度E=2.5×102 N/C､方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0. 5 m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量m=0.5 kg､电荷量q=4×10-2 C的小球.现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10 m/s2. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示,空间存在着电场强度E=2.5×10² N/C､方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0. 5 m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量m=0.5 kg､电荷量q=4×10^-2 C的小球.现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10 m/s².求:

(1)小球的电性;

(2)细线能承受的最大拉力值.

【答案】

(1)正电 (2)15 N

【解析】(1)由小球运动到最高点可知,小球带正电.

(2)设小球运动到最高点时速度为v,对该过程由动能定理有

(qE-mg)L=ymv²①

在最高点对小球由牛顿第二定律有

F_T+mg-qE=m,②

由①②式及题中数据可得F_T=15 N.

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(1)小球的电性;
(2)细线能承受的最大拉力值.