Question

如图所示，空间存在着电场强度为 E =2.5×10 2 N/C、方向竖直向上的匀强电场，一长为 L =0.5m的绝缘细线

如图所示，空间存在着电场强度为 E =2.5×10 2 N/C、方向竖直向上的匀强电场，一长为 L =0.5m的绝缘细线，一端固定在 O 点，一端拴着质量 m =0.5kg、电荷量 q = 4×10 - 2 C的小球。现将细线拉直到水平位置A，使小球由A静止释放，则小球能运动到最高点。不计阻力。取 g =10m/s 2 。求： （1）小球的电性。 （2）细线在最高点受到的拉力。 （3）若小球刚好运动到最高点时细线断裂，则细线断裂后小球继续运动到与 O 点水平方向距离为细线的长度 L 时，小球距 OA 所在水平面的高度。

Answer 1

解：（1）由小球运动到最高点可知，小球带正         （2）设小球运动到最高点时速度为 v ，对该过程由动能定理有 ①   在最高点对小球由牛顿第二定律得，    ②   由①②式解得， T =15N （3）小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为 a ，则  ③ 设小球在水平方向运动 L 的过程中，历时 t ，则    ④ 设竖直方向上的位移为 s ，则  ⑤ 由①③④⑤解得， s= 0.125m  小球距O点高度为 s+L =0.625m