[题目]在光滑绝缘的水平面上放置一个质量m=0.2kg.带电荷量q=5×10-4C的带正电小球.小球系在长L=0.5m的绝缘细线上.线的另一端固定在O点．整个装置置于匀强电场中.电场方向与水平面平行且沿OA方向.如图所示．现给小球一个初速度使其绕O点做圆周运动.小球经过A点时细线的张力F=140N.小球在运动过程中.最大动能比最小动能大20J.小球� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】在光滑绝缘的水平面上放置一个质量m=0.2kg、带电荷量q=5×10-4C的带正电小球，小球系在长L=0.5m的绝缘细线上，线的另一端固定在O点．整个装置置于匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿OA方向，如图所示（此图为俯视图）．现给小球一个初速度使其绕O点做圆周运动，小球经过A点时细线的张力F=140N，小球在运动过程中，最大动能比最小动能大20J，小球可视为质点．

（1）求电场强度的大小．

（2）求运动过程中小球的最小动能．

（3）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经多长时间其动能与在A点时的动能相等，此时小球距A点多远．

【答案】（1）4×104N/C；（2）10J；（3）经s其动能与在A点时的动能相等，此时小球距A点为m．

【解析】

（1）当电场力做正功最多时动能最大，而最大的正功为，根据题意有：

代入数据得

（2）在A处动能最大，A处：

A点关于O的对称点B处动能最小，则最小动能

代入数据得.

（3）B点动能最小，在B点：

代入数据得.

当动能相等时，断线后球做类平抛运动：

入数据得： s，

答：（1）电场强度E的大小为；

（2）运动过程中小球的最小动能为10J；

（3）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经s其动能与在A点时的动能相等，此时小球距A点为m．

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