如圖所示,在水平方向的勻強電場中,用長為L不可伸長的絕緣細線拴住一質量為m,帶電荷量為q的小球1,線的上端固定...
問題詳情:
如圖所示,在水平方向的勻強電場中,用長為L不可伸長的絕緣細線拴住一質量為m,帶電荷量為q的小球1,線的上端固定於O點,若在B點同一水平線上的左方距離為r處固定另一帶電小球2,小球1恰好在B點處於靜止狀態,當拿走小球2後,小球1由靜止開始向上擺動,當細線轉過120°角到達A點時的速度恰好為零,此時OA恰好處於水平狀態,設整個過程中細線始終處於拉直狀態,靜電力常量為k.試求:
(1)BA兩點間的電勢差U;
(2)勻強電場的場強E的大小;
(3)小球2的帶電量Q.
【回答】
(1)小球1從B到A過程,由動能定理得:qU﹣mgLcos30°=0﹣0,解得:U=
(2)BA間沿電場線的距離為:d=L+Lsin30°,在勻強電場,有:E=
所以聯立以上三式得:E=
(3)未拿走球2時,小球1恰好處於靜止狀態,小球1和2間的作用力為:F庫=k
小球1受力平衡,則有水平方向:Fsin30°+qE=k , 豎直方向:Fcos30°=mg
所以解得:Q=
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:計算題
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