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  • 如圖所示,在場強(qiáng)E=104N/C的水平勻強(qiáng)電場中,有一根長l=15cm的細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量m=3g、電荷量q=2×10-6 C的帶正電小球,當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí),小球從靜止開始釋放,g取

    如圖所示,在場強(qiáng)E=104N/C的水平勻強(qiáng)電場中,有一根長l=15cm的細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量m=3g、電荷量q=2×10-6 C的帶正電小球,當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí),小球從靜止開始釋放,g取10m/s2.求:

    (1)小球到達(dá)最低點(diǎn)B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了多少?
    (2)若取A點(diǎn)電勢為零,小球在B點(diǎn)的電勢能、電勢分別為多大?
    (3)小球到B點(diǎn)時(shí)速度為多大?繩子張力為多大?
    物理人氣:337 ℃時(shí)間:2019-11-01 21:59:19
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)小球到達(dá)最低點(diǎn)B的過程中重力勢能的變化量為△Ep=-mgl=-4.5×10-3J,
    電勢能的變化量為△Ep電=Eql=3×10-3J
    (2)若取A點(diǎn)電勢為零,小球在B點(diǎn)的電勢能Ep=△Ep電=3×10-3J
    由EpBq得  φB=
    3×10?3
    2×10?6
     V=1.5×103V
    (3)A→B由動(dòng)能定理得:
          mgl-Eql=
    1
    2
    mvB2
    代入解得vB=1m/s
    在B點(diǎn),對小球由牛頓第二定律得:
        FT-mg=
    mvB2
    l

    得FT=5×10-2N
    答:
    (1)小球到達(dá)最低點(diǎn)B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了-4.5×10-3J和3×10-3J.
    (2)若取A點(diǎn)電勢為零,小球在B點(diǎn)的電勢能、電勢分別為3×10-3J和1.5×103V.
    (3)小球到B點(diǎn)時(shí)速度為1m/s,繩子張力為5×10-2N.
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