Question

如右圖所示，在場強E＝10⁴ N/C的水平勻強電場中，有一根長＝15 cm的細線，一端固定在O點，另一端系一個質量m＝3 g、電荷量q＝2×10^－6 C的帶正電小球，當細線處于水平位置時，小球從靜止開始釋放，g取10 m/s².求：


(1)小球到達最低點B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了多少？
(2)若取A點電勢為零，小球在B點的電勢能、電勢分別為多大？
(3)小球到B點時速度為多大？繩子張力為多大？

Answer 1

（1）－4.5×10^－3 J；3×10^－3 J（2）3×10^－3 J；1.5×10³ V（3）1 m/s；5×10^－2 N

試題分析：(1)重力勢能變化量：ΔE_p＝－mgl＝－4.5×10^－3 J
電勢能變化量：ΔE_p電＝Eql＝3×10^－3 J
(2)小球在B點的電勢能：E_p＝3×10^－3 J
小球在B點的電勢：E_p＝φ_Bq     解得：φ_B＝V＝1.5×10³ V
(3)A→B由動能定理得：mgl－Eql＝mv_B²    所以：v_B＝1 m/s
在B點對小球：F_T－mg＝
解得：  F_T＝5×10^－2 N