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问题详情:
如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m,带电荷量为q的小球1,线的上端固定于O点,若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2,小球1恰好在B点处于静止状态,当拿走小球2后,小球1由静止开始向上摆动,当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k.试求:
(1)BA两点间的电势差U;
(2)匀强电场的场强E的大小;
(3)小球2的带电量Q.
【回答】
(1)小球1从B到A过程,由动能定理得:qU﹣mgLcos30°=0﹣0,解得:U=
(2)BA间沿电场线的距离为:d=L+Lsin30°,在匀强电场,有:E=
所以联立以上三式得:E=
(3)未拿走球2时,小球1恰好处于静止状态,小球1和2间的作用力为:F库=k
小球1受力平衡,则有水平方向:Fsin30°+qE=k , 竖直方向:Fcos30°=mg
所以解得:Q=
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题
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