如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,有一個帶電小球,用長為0.2m的絕緣細(xì)線懸掛在O點,當(dāng)小球靜止在C點時,細(xì)線與豎直方向夾角為60°.若小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,g=10m/s2,求:
(1)小球運動過程中的最小速度;
(2)小球運動到O點正下方B點時的速度.
(1)小球在C點受重力、電場力和拉力處于平衡,知電場力和重力的合力與拉力等值反向,知A點為圓周運動的等效最高點.
根據(jù)牛頓第二定律得:
mg
cos60°
=m
v12
r

解得最小速度為:v1=
gr
cos60°
=
10×0.2
1
2
m/s=2m/s

(2)對小球從A點到B點運用動能定理得:qErsin60°+mgr(1+cos60°)=
1
2
mv22-
1
2
mv12

因為tan60°=
qE
mg
,則qE=
3
mg

代入解得:v2=4m/s.
答:(1)小球運動過程中的最小速度2m/s
(2)小球運動到O點正下方B點時的速度4m/s
練習(xí)冊系列答案
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(1)A點處的電場強(qiáng)度的大。
(2)電勢差UAO
(3)A點的電勢為多少?
(4)q1電荷在A點的電勢能為多少?

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下列說法中正確的是(  )
A.洛侖茲力不會改變運動電荷的速度
B.磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟電流在該處受磁場力F的方向相同
C.根據(jù)公式U=Ed,在一條直的電場線上有A、B、C三點,若AB=2BC,則電勢差一定是UAB=2UBC
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所示,將長為L不帶電的金屬棒放在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,棒與等勢面的夾角為α,則棒兩端的電勢差最終為( 。
A.ELB.ELcosαC.ELsinαD.0

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A.d點電勢為4V
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D.小螞蟻在b點電勢能小于在d點電勢能

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A.小球一定帶負(fù)電
B.小球運動到B點時動能最小
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