如圖所示，空間某區域存在足夠大的水平方向的勻強電場E=2×104N/C，將一長為L=1m的不可伸長的絕緣細線一...

問題詳情：

如圖所示，空間某區域存在足夠大的水平方向的勻強電場E=2×104 N/C，將一長為L=1m的不可伸長的絕緣細線一端固定於O點，另一端連接一個質量為m=0.1 kg的可視為質點小球，小球帶電量q= +5 ×l0-5 C，現將絕緣細線AO拉至與電場線平行位置，且細線剛好拉直，讓小球從A處靜止釋放，取g= 10 m/s2，求：

(1)小球第一次到達O點正下方的B點時細線的拉力F;

(2)小球從A運動到B過程中，小球的最大速度vm；

(3)若讓小球在如圖所示的豎直平面內做完整的圓周運動，則需在A處給小球一個垂直於細線的初速度vo，求vo的最小值．（以上結果可用根式表示）

【回答】

(1)1N    (2)m/s    (3)m/s

【詳解】

（1）因mg=1N，qE=1N，則小球沿圓弧運動，由A到B由動能定理： 解得vB=0，

則F=mg=1N

（2）依題意小球運動到AB圓弧中點C時，速度最大，由A到C由動能定理：

解得：

 （3）由題意可知，當小球運動到圓周上與C點對稱的D處時，有：

由A到D由動能定理：

解得：

【點睛】

此題是帶電粒子在電場和重力場中的運動問題，因重力和電場力都是恆力，則解題時也可以把它們等效為一個恆力來處理，然後結合圓周運動的規律求解.

知識點：帶電粒子在電場中的運動

題型：解答題