Question

19．在間距d=0.1m、電勢(shì)差U=10³V的兩塊豎立平行板中間，用一根長(zhǎng)l=0.01m的細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量m=0.2g、電量q=10^-7C的帶正電荷的小球，將小球拉到
使絲線恰呈水平的位置A后輕輕釋放．（g=10m/s²）如圖，問(wèn)：
（1）小球擺至最低點(diǎn)B時(shí)的速度是多少？
（2）小球擺至最低點(diǎn)B時(shí)細(xì)線的拉力多大？

Answer 1

分析 （1）將小球拉到使絲線恰呈水平的位置A后由靜止釋放后，小球受到重力、電場(chǎng)力和線的拉力做圓周運(yùn)動(dòng)，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理求出小球擺至最低點(diǎn)B時(shí)的速度．
（2）小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，由重力和拉力的合力提供向心力，由牛頓第二定律求出線中的拉力

解答 解：（1）小球由靜止釋放后到擺到最低點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得
 $mgL-EqL=\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}$
又E=$\frac{U}hxldrvr$，
 代入解得
 $v=\frac{\sqrt{10}}{10}m/s=0.32m/s$  
（2）小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí) 
$T-mg=m\frac{{v}_{\;}^{2}}{L}$
解得 T=4×10^-3N
答：（1）小球擺至最低點(diǎn)B時(shí)的速度是0.32m/s
（2）小球擺至最低點(diǎn)B時(shí)細(xì)線的拉力$4×1{0}_{\;}^{-3}N$

點(diǎn)評(píng) 本題是電場(chǎng)中力學(xué)問(wèn)題，采用的是力學(xué)的方法處理，關(guān)鍵是分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，選擇解題規(guī)律．