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  • 如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一长为L的不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电量为q小球，另一端固定于O点，小球恰能静止于电场中A点，OA连线与竖直向成θ角且θ=37°．现把小球拉起至细线成水平方向（如图中虚线OB所示），然后无初速释放．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）匀强电场电场强度的大小；（2）细线到达竖直方向时细线对小球的拉力；（3）小球经过A点时的速度．试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一长为L的不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电量为q小球，另一端固定于O点，小球恰能静止于电场中A点，OA连线与竖直向成θ角且θ=37°．现把小球拉起至细线成水平方向（如图中虚线OB所示），然后无初速释放．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
      （1）匀强电场电场强度的大小；
      （2）细线到达竖直方向时细线对小球的拉力；
      （3）小球经过A点时的速度．

      试题解答

      见解析
      解：（1）小球恰好能静止与电场中A点，对小球受力分析，如图所示：小球受水平向右的电场力，竖直向下的重力，和斜向上的拉力

      可得：F=mgtanθ
      又：F=qE
      解得：E=
      mgtanθ
      q
      =
      3mg
      4q
      ；
      （2）小球从水平位置到竖直方向的过程中重力和电场力做功，根据动能定理得：
      mgL-qEL=
      1
      2
      mv2 ①
      小球在最低点时时绳子的拉力与重力的和提供向心力：
      T-mg=
      mv2
      L
      ②
      联立①②式，解得：T=
      3
      2
      mg
      （3）由动能定理，可得：mgLcosθ-qEL(1-sinθ)=
      1
      2
      mv
      2
      A

      解得：v      A=
      √gL

      答：（1）匀强电场电场强度的大小为
      3mg
      4q
      ；
      （2）细线到达竖直方向时细线对小球的拉力为
      3
      2
      mg；
      （3）小球经过A点时的速度为
      √gL
      ．
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      必修2鲁科版解答题高中物理

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