Question

如圖所示，豎直平面內(nèi)，一帶正電的小球，系于長為L的不可伸長的輕線一端，線的另一端固定為O點，它們處在勻強電場中，電場的方向水平向右，場強的大小為E．已知電場對小球的作用力的大小等于小球的重力．現(xiàn)先把小球拉到圖中的P₁處，使輕線伸直，并與場強方向平行，然后由靜止釋放小球．已知小球在經(jīng)過最低點的瞬間，因受線的拉力作用，其速度的豎直分量突變?yōu)榱�，水平分量沒有變化，(不計空氣阻力)則小球到達與P₁點等高的P₂點時線上張力T為多少(　　)

A．mg　 　B．3mg　 　C．4mg　 　D．5mg

Answer 1

【知識點】帶電粒子在勻強電場中的運動 牛頓第二定律 向心力公式I3 C2 D4

【答案解析】B解析：小球由靜止釋放到最低點的過程中受到電場力和重力兩個力，其合力的方向是由P₁指向最低點，因此小球做勻加速直線運動，
水平分量是v_x=．
在到達P₂的過程中，由動能定理有
Eql-mgl=,即v=v_x=．
根據(jù)牛頓第二定律得，T-qE=m
解得T=3mg．故B正確，A、C、D錯誤．
故選B．

【思路點撥】小球在電場力和重力的作用下做加速運動，當(dāng)繩被拉直的時候，沿著繩的速度的大小變?yōu)榱�，之后球在重力和電場力的作用下繼續(xù)向右運動，從繩被拉直到到達P₂的過程中，根據(jù)動能定理可以求得到達P₂時速度的大�。�根據(jù)徑向的合力提供向心力求出繩子的張力大�。�