Question

【題目】在豎直平面內有一范圍足夠大且斜向右上方的勻強電場，方向與水平方向成角。在電場中有一質量為，帶電荷量為的帶電小球，用長為不可伸長的絕緣細線懸掛于固定軸上.小球可以在與點等高的點處于靜止狀態，如圖所示.現用外力將小球拉到最低點，然后無初速度釋放，重力加速度為.求

（1）電場強度的大小及小球從運動到過程中電勢能的變化量；

（2）小球運動到點時繩的拉力大小；

（3）小球運動到點時，若細線突然斷開，再經過多長時間小球速度方向與電場方向相同.

Answer 1

【答案】（1）電勢能減少 （2）3mg（3）

【解析】

（1）小球靜止在點時合力為零，由平衡條件：

得：

從到過程中電場力做功為：

所以：

由可得：

即電勢能減少

（2）從到由動能定理可得：

得：

小球運動時由向心力公式可得：

得

（3）繩斷開后，小球做類平拋運動，

豎直方向做勻速運動，水平方向做初速度勻加速運動，加速度，

當小球速度方向與電場方向相同時，小球沿水平方向的分速度

所需時間：

得：