如圖,在豎直平面內存在豎直方向的勻強電場.長度為l的輕質絕緣細繩一端固定在O點,另一端連接一質量為m、電荷量為...
來源:國語幫 1.46W
問題詳情:
如圖,在豎直平面內存在豎直方向的勻強電場.長度為l的輕質絕緣細繩一端固定在O點,另一端連接一質量為m、電荷量為+q的小球(可視為質點),初始時小球靜止在電場中的a點,此時細繩拉力為2mg,g為重力加速度.
(1)求電場強度E和a、O兩點的電勢差U;
(2)若小球在a點獲得一水平初速度,使其在豎直面內做圓周運動,求小球運動到b點時細繩拉力F的大小.
【回答】
(1),方向豎直向上; (2)
【詳解】
(1)小球靜止在a點時,由共點力平衡得 mg+2mg=qE
解得 ,方向豎直向上
在勻強電場中,有
則a、O兩點電勢差
(2) 小球從a點運動到b點,設到b點速度大小為vb,由動能定理得
小球做圓周運動通過b點時,由牛頓第二定律得
聯立②⑤⑥式,代入
解得
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:解答題