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竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为0点,...

竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为0点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E.已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力.现先把小球拉到图中的P1处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球,已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其竖直方向上的速度突变为零,水平方向分量没有变化,则小球到达与P1点等高的P2时线上张力为( )
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A.mg
B.2mg
C.3mg
D.4mg
小球在电场力和重力的作用下做加速运动,当绳被拉直的时候,沿着绳的速度的大小变为零,之后球在重力和电场力的作用下继续向右运动,从绳被拉直到到达P2的过程中,根据动能定理可以求得到达P2时速度的大小.根据径向的合力提供向心力求出绳子的张力大小. 【解析】 小球由静止释放到最低点的过程中受到电场力和重力两个力,其合力的方向是由P1指向最低点,因此小球做匀加速直线运动, 水平分量是vx=. 在到达P2的过程中,由动能定理有 Eql-mgl= 即v=vx=. 根据牛顿第二定律得,T-qE=m 解得T=3mg.故C正确,A、B、D错误. 故选C.
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