Question

【題目】如圖所示一帶電荷量為q＝1.0×10－6C、質(zhì)坦為m＝4.0×10－3kg的帶電小球，用絕緣輕細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)，整個(gè)裝置被置于一足夠大的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)的空間中。帶電小球在電場(chǎng)中靜止時(shí)細(xì)線(xiàn)偏離豎直方向的夾角θ＝37°。若不計(jì)空氣阻力的作用，重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：

(1)細(xì)線(xiàn)拉力的大小和電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；

(2)細(xì)線(xiàn)剪斷后，小球運(yùn)動(dòng)的加速度大��；

(3)從剪斷細(xì)線(xiàn)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t＝0.20s這一段時(shí)間內(nèi)小球電勢(shì)能的變化量。

Answer 1

【答案】(1)，；(2)；(3)。

【解析】

(1)小球受到重力mg、電場(chǎng)力F和細(xì)線(xiàn)的拉力T的作用，如圖所示，

由共點(diǎn)力平衡條件有

解得

解得

(2)剪斷細(xì)線(xiàn)后，小球做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為a，由牛頓第二定律有

解得

(3)在的時(shí)間內(nèi)，小球的位移為

小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功為

所以小球電勢(shì)能的變化量為