Question

一長為L的細線，上端固定，下端拴一質量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強電場中，開始時，將線與小球拉成水平，然后釋放，小球由靜止開始向下擺動，當細線轉過60°角時，小球到達B點速度恰好為零．試求：

(1)AB兩點的電勢差U_AB；

(2)勻強電場的場強大��；

(3)小球到達B點時，細線對小球的拉力大�。�

Answer 1

(1)小球由A到B過程中，由動能定理得

mgLsin 60°＋qU_AB＝0，所以U_AB＝－.

(2)E＝＝.

(3)小球在AB間擺動，由對稱性知，B處細線拉力與A處細線拉力相等，而在A處，由水平方向平衡有T_A＝Eq＝mg，所以T_B＝T_A＝mg

或在B處，沿線方向合力為零，有T_B＝Eqcos 60°＋mgcos 30°＝mg.