Question

如图所示，用长L的绝缘细线拴住一个质量为m，带电荷量为q的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中开

如图所示，用长L的绝缘细线拴住一个质量为m，带电荷量为q的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中开始时把小球线拉到和O在同一水平面上的A点（线拉直），让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达B点时球的速度正好为零．求（1）BA两点的电势差； （2）匀强电场的场强大小； （3）小球在B点时，细线拉力为多大？

Answer 1

（1）由A到B过程，由动能定理得：
mgLsin60°-qU_BA=0，解得：U_BA=

3 mgL

2q

；
（2）在匀强电场中：U=Ed，
则：U_BA=EL（1-cos 60°），
解得：E=

3 mg

q

．
（3）小球到达B点时速度为零，沿细线方向合力为零，
此时对小球受力如图所示：

沿细线方向：F_T=qEsin 30°+mgcos 30°，
解得：F_T=

3

mg；
答：（1）BA两点的电势差：U_BA=

3 mgL

2q

；    
（2）匀强电场的场强大小：E=

3 mg

q

； 
（3）小球在B点时，细线拉力为：

3

mg．