如圖所示，長度爲l的細線一端固定於O點，另一端系一質量爲m的帶電小球，整個裝置置於水平向右的勻強電場（電場區域...

問題詳情：

如圖所示，長度爲l的細線一端固定於O點，另一端系一質量爲m的帶電小球，整個裝置置於水平向右的勻強電場（電場區域足夠大）中，當小球靜止時，細線與豎直方向的夾角爲θ=60°．                        

（1）若將小球拉至O點右方使細線呈水平狀態由靜止釋放，則小球的速度最大時，細線的張力爲多少？                                                                       

（2）現將小球拉至O點左方使細線呈水平狀態由靜止釋放，則小球第一次運動到O點正下方時的速度大小爲多少？                                                                             

【回答】

考點：  勻強電場中電勢差和電場強度的關係．

專題：  電場力與電勢的*質專題．

分析：  先求小球的等效重力，找到最大速度的位置，根據動能定理和向心力公式求拉力；根據動能定理求到達最低端時的速度．

解答：  解：（1）電場力與重力的合力即等效重力爲=G等①

運動到原靜止位置時速度最大，設最大速度爲v，

則②

③

由①②③得

（2）設小球第一次運動到O點正下方時的速度大小爲v1，由圖象知小球帶正電，則由動能定理知：

tan60°=

聯立得

答：（1）若將小球拉至O點右方使細線呈水平狀態由靜止釋放，則小球的速度最大時，細線的張力爲；

（2）現將小球拉至O點左方使細線呈水平狀態由靜止釋放，則小球第一次運動到O點正下方時的速度大小爲．

點評：  本題小球的運動類似於單擺，關於平衡位置具有對稱*，確定豎直平面內圓周運動的最低點和最高點，根據動能定理求解．

知識點：電場 電場強度

題型：計算題