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如图所示,在场强为E=104N/C的水平匀强电场中,有一根长L=20cm的细线,...

如图所示,在场强为E=104N/C的水平匀强电场中,有一根长L=20cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=4g,带电量q=+3×10-6C的小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,则:
(1)小球到达B点时的速度多大?
(2)小球摆到B点时细线对小球的拉力多大?(g=10m/s2
(3)试求小球在从A点摆动到B点过程中的最大速度?

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(1)小球从静止开始释放后,重力做正功,电场力做负功,根据动能定理求出小球到达B点时的速度. (2)小球摆到B点时,由细线的拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求出细线的拉力大小. (3)当电场力与重力合力的方向沿细线方向时,摆球的速度最大,先求出此时细线与竖直方向的夹角,再由动能定理求出最大速度. 【解析】 (1)小球从A到B的过程中,由动能定理得:     mgL-qEL= 得,v= 代入解得  v=1m/s    (2)摆球经过最低点B时,由细线的拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得    F-mg=m 代入解得,F=0.02N    (3)当电场力与重力合力的方向沿细线方向时,摆球的速度最大,设此时细线与竖直方向的夹角为α 则  tanα== 设最大速度为vm,由动能定理得   mgLcosα-qEL(1-sinα)= 代入解得,vm=m/s=1.414m/s 答:(1)小球到达B点时的速度是1m/s. (2)小球摆到B点时细线对小球的拉力为0.02N. (3)小球在从A点摆动到B点过程中的最大速度为1.414m/s.
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考点分析:
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(1)电荷由A移到B的过程中,电场力所做的功WAB
(2)A、B两点间的电势差UAB
(3)该匀强电场的电场强度E.

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(1)根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“ד,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
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(1)小物块所受电场力逐渐    ,小物块具有的电势能逐渐    .(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)M点的电势    N点的电势,小物块电势能的变化量的大小    克服摩擦力做的功.(填“大于”、“等于”或“小于”)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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