Question

【題目】如圖所示，在沿水平方向的勻強電場中有一固定點O，用一根長度為l＝0．40 m的絕緣細線把質量為m＝0．20 kg，帶有q＝6．0×10－4 C正電荷的金屬小球懸掛在O點，小球靜止在B點時細線與豎直方向的夾角為θ＝37°．求：

（1）AB兩點間的電勢差UAB；

（2）將小球拉至位置A使細線水平后由靜止釋放，小球通過最低點C時細線對小球的拉力F的大小；

（3）如果要使小球能繞O點做完整的圓周運動，則小球在A點時沿垂直于OA方向運動的初速度v0的大小．（g取10 m/s2，sin37°＝0．60，cos37°＝0．80）

Answer 1

【答案】（1）－400 V （2）3 N （3） m/s

【解析】

試題分析：（1）帶電小球在B點靜止受力平衡，則：qE＝mgtanθ，

由U＝Ed有：UAB＝－El（1－sinθ）＝－400 V．

（2）設小球運動至C點時速度為vC，則：

聯立解得：F＝3 N．

（3）小球做完整圓周運動時必須通過B點的對稱點，設在該點時小球的最小速度為v，則：

聯立解得：v0＝ m/s．