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如图所示,竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中...

问题详情:

如图所示,竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E.已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力.现先把小球拉到图中的P1处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球.已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其速度的竖直分量突变为零,水平分量没有变化,(不计空气阻力)则小球到达与P1点等高的P2点时线上张力T为多少(  )

A.mg   B.3mg   C.4mg   D.5mg

如图所示,竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中...

【回答】

【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动 牛顿第二定律 向心力公式I3 C2 D4

【*解析】B解析:小球由静止释放到最低点的过程中受到电场力和重力两个力,其合力的方向是由P1指向最低点,因此小球做匀加速直线运动, 水平分量是vx=如图所示,竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中... 第2张. 在到达P2的过程中,由动能定理有 Eql-mgl=如图所示,竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中... 第3张,即v=vx=如图所示,竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中... 第4张. 根据牛顿第二定律得,T-qE=m如图所示,竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中... 第5张 解得T=3mg.故B正确,A、C、D错误. 故选B.

【思路点拨】小球在电场力和重力的作用下做加速运动,当绳被拉直的时候,沿着绳的速度的大小变为零,之后球在重力和电场力的作用下继续向右运动,从绳被拉直到到达P2的过程中,根据动能定理可以求得到达P2时速度的大小.根据径向的合力提供向心力求出绳子的张力大小.

知识点:带电粒子在电场中的运动

题型:选择题