如图所示，空间存在着场强E=、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端拴着质...

问题详情：

如图所示，空间存在着场强E=、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端拴着质量为m、电荷量为q的小球。现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂。求：

(1)小球运动到最高点时速度的大小。

(2)细线能承受的最大拉力。

(3)从断线开始计时，在t=时刻小球与O点的距离。

【回答】

(1)2　(2)6mg　(3)2L

【解析】(1)设小球运动到最高点时速度为v，只有重力和电场力做功，*力不做功。对该过程由动能定理有，

qEL-mgL=mv2

解得v==2。

(2)在最高点，小球受三个力作用，重力、电场力和细线的拉力，由向心力公式得，

FT+mg-qE=m

解得FT=6mg。

由牛顿第三定律可得细线能承受的最大拉力FT′=6mg。

(3)小球在细线断裂后，带电小球做类平抛运动，合力竖直向上，在竖直方向的加速度设为a，

则a==2g

小球在t时刻

x=vt=2L

y=at2=L

小球与O点的距离d==2L。

知识点：专题六 电场和磁场

题型：计算题