Question

【題目】如圖所示，兩個水平放置的帶電平行金屬板間形成勻強電場，長為L的絕緣細線一端固定在O點，另一端拴著一個質量為m、帶有一定電荷量的小球，小球原來靜止.當給小球某一沖量后，它可繞O點在豎直平面內做勻速圓周運動.若兩板間電壓增大為原來的4倍，重力加速度為g，則：

（1）要使小球從C點開始在豎直平面內做圓周運動，開始至少要給小球多大的沖量？

（2）在小球運動過程中，細線上的最大拉力為多大？

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)小球開始做勻速圓周運動，故有：

mg=qE

當電壓增大到原來的4倍，故兩極板間的電場強度變?yōu)椋?/span>

在C點繩的拉力為0時，小球做圓周運動的速度最小：

解得：

根據動量定理得：

(2)由C到D，依據動能定理可得：

解得：

小球運動過程中細繩所受的最大拉力在D位置，此時繩的拉力和重力提供向心力，由牛頓第二定律可得：

解得：