問題詳情:
如圖所示,豎直平面內,一帶正電的小球,繫於長為L的不可伸長的輕線一端,線的另一端固定為O點,它們處在勻強電場中,電場的方向水平向右,場強的大小為E.已知電場對小球的作用力的大小等於小球的重力.現先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,並與場強方向平行,然後由靜止釋放小球.已知小球在經過最低點的瞬間,因受線的拉力作用,其速度的豎直分量突變為零,水平分量沒有變化,(不計空氣阻力)則小球到達與P1點等高的P2點時線上張力T為多少( )
A.mg B.3mg C.4mg D.5mg
【回答】
【知識點】帶電粒子在勻強電場中的運動 牛頓第二定律 向心力公式I3 C2 D4
【*解析】B解析:小球由靜止釋放到最低點的過程中受到電場力和重力兩個力,其合力的方向是由P1指向最低點,因此小球做勻加速直線運動, 水平分量是vx=. 在到達P2的過程中,由動能定理有 Eql-mgl=,即v=vx=. 根據牛頓第二定律得,T-qE=m 解得T=3mg.故B正確,A、C、D錯誤. 故選B.
【思路點撥】小球在電場力和重力的作用下做加速運動,當繩被拉直的時候,沿着繩的速度的大小變為零,之後球在重力和電場力的作用下繼續向右運動,從繩被拉直到到達P2的過程中,根據動能定理可以求得到達P2時速度的大小.根據徑向的合力提供向心力求出繩子的張力大小.
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:選擇題