Question

【題目】一條長為L的細線一端固定在O點，另一端系著質量為m，帶電量為-q的小球，整個裝置處于足夠大的水平方向的勻強電場中，靜止于A點，此時細線與堅直方向成450角，如圖所示，現將小球沿圓周移動到O點的正止方B點，然后由靜止釋放。

(1)求電場的大小和方向

(2)小球運動到與O等高的C點時，求其速度的大小和方向。

(3)求小球回到A點時的細線所受的張力。

Answer 1

【答案】（1），方向向左（2）（3）

【解析】（1）小球靜止A點時，受力如圖所示

據三力平衡條件，得：

得： ，方向向左.
（2）釋放后，由于合力的方向沿BC方向，所以小球沿BC直線勻加速到C點
由動能定理得：mgL+qEL＝mv20
得：v＝2, 方向沿BC延長線
（3）在C點，由于繩的拉力作用，沿半徑OC方向的分速度減小為零，垂直于OC向下的速度為：
從C到A，由動能定理得：
在A點：
聯立以上各式解得：F拉＝2mg