Question

【題目】如圖，在豎直平面內(nèi)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場。長度為l的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩一端固定在O點，另一端連接一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球（可視為質(zhì)點），初始時小球靜止在電場中的a點，此時細(xì)繩拉力為mg，g為重力加速度。求：

（1）求電場強(qiáng)度E；

（2）O、b兩點的電勢差U；

（3）要使其能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，求小球運動到a點需要獲得的最小初速度。

Answer 1

【答案】(1) ,方向豎直向上 (2) (3)

【解析】

（1）.在a處：

方向豎直向上

（2）根據(jù)電勢差公式可知

.

（3）合力豎直向上，合加速度豎直向上，

故要其能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，在b點處最小的向心力為

（細(xì)線無拉力）

設(shè)此時運動到b處速度為，

，

由a到b的過程，由動能定理，

解得：