Question

【题目】如图，在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为mg，g为重力加速度。求：

（1）求电场强度E；

（2）O、b两点的电势差U；

（3）要使其能在竖直面内做完整的圆周运动，求小球运动到a点需要获得的最小初速度。

Answer 1

【答案】(1) ,方向竖直向上 (2) (3)

【解析】

（1）.在a处：

方向竖直向上

（2）根据电势差公式可知

.

（3）合力竖直向上，合加速度竖直向上，

故要其能在竖直面内做完整的圆周运动，在b点处最小的向心力为

（细线无拉力）

设此时运动到b处速度为，

，

由a到b的过程，由动能定理，

解得：