Question

一条长为L的细线一端固定在O点，另一端系着质量为m，带电量为-q的小球，整个装置处于足够大的水平方向的匀强电场中，静止于A点，此时细线与坚直方向成45⁰角，如图所示，现将小球沿圆周移动到O点的正止方B点，然后由静止释放。

(1)求电场的大小和方向                                                                                                                                                                          

(2)小球运动到与O等高的C点时，求其速度的大小和方向。

(3)求小球回到A点时的细线所受的张力。

Answer

（1），方向向左（2）（3）

【解析】（1）小球静止A点时，受力如图所示

据三力平衡条件，得：

得： ， 方向向左.                          
（2）释放后，由于合力的方向沿BC方向，所以小球沿BC直线匀加速到C点  
由动能定理得：mgL+qEL＝mv2−0           
得：v＝2, 方向沿BC延长线                       
（3）在C点，由于绳的拉力作用，沿半径OC方向的分速度减小为零，垂直于OC向下的速度为：          
从C到A，由动能定理得：
在A点：
联立以上各式解得：F拉＝2mg