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有一半径为R的半圆形光滑绝缘槽,置于水平向右的匀强电场中,把一个带电量为+q的质...

有一半径为R的半圆形光滑绝缘槽,置于水平向右的匀强电场中,把一个带电量为+q的质量为m的小8球放在槽的B点使OB与竖直方向夹角θ=60°时刚好静止.若使小球从槽的边缘A点由静止释放,求:
(1)匀强电场的场强多大?
(2)小球运动到速度再次为零时,对应半径与竖直方向的夹角多大?此时绳子的拉力多大?
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(1)小球在B点受重力、电场力和支持力处于平衡,根据共点力平衡求出电场力的大小,从而得出匀强电场的场强大小. (2)根据动能定理,求出速度再次为零时所处的位置,从而得出对应半径与竖直方向的夹角.根据沿半径方向的合力等于零,求出绳子的拉力. 【解析】 (1)小球在B点处于平衡,有qE=mgtan60°. 解得. 故匀强电场的场强为. (2)设小球速度再次为零时,对应半径与竖直方向的夹角为α. 根据动能定理得,mgRcosα-qERsinα=0 解得:α=30°. 在沿绳子方向上有:T=mgcos30°+qEcos60°= 故小球运动到速度再次为零时,对应半径与竖直方向的夹角为30°,绳子的拉力为.
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考点分析:
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(1)匀强电场的场强;
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