高2关于电场的物理题

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/13 23:38:51
如图（13）所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L的绝缘细线，拴住一质量为m，带电量为q的小球，线的上端固定，开始时将线拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时小球速度恰好为零。 问：（1）A、B两点的电势差UAB为多少？

（2）小球摆到B点时，细线的张力多大？
(3)求A到B过程中小球的最大速度

1.当细线转过60°角时小球速度恰好为零。说明这个过程中电场力和重力做功的代数和为0.根据动能定理有:
UAB*q+mgLsin60=0
解出UAB=-mgLsin60/q
2.小球在B点时它的速度为0,说明此时它所需的向心力为0,根据受力分析可知:Eqcos60+mgsin60=T(T表示此时细线的拉力)
根据第一问可知:
-Eq(L-cos60*L)+mgLsin60=0 解出Eq=mg*根号3
所以:T=mg*根号3
3.当Eq和mg的合力恰好沿着细线向下时,此时小球的速度最大
设此时细线与水平方向的夹角为a,画图可知:
tana=mg/Eq=(根号3)/3,解出角a=30度
根据动能定理:
-Eq(L-Lcos30)+mgLsin30=1/2m*Vm^2(Vm表示小球的最大速度)
解出Vm=[2gL(2-根号3)]^(1/2)