問題詳情:
在水平向右的勻強電場中,有一質量爲m、帶正電的小球,用長爲l的絕緣細線懸掛於O點,當小球靜止時細線與豎直方向的夾角爲,如圖所示。現用力擊打小球,使小球恰能在豎直平面內做圓周運動。試問:
(1)小球做圓周運動的過程中,在哪點速度最小?最小速度是多少?
(2)小球在哪點速度最大?最大速度爲多少?
【回答】
(1)A點,,(2)B點,。
【詳解】
(1)小球所受重力和電場力的合力:
如圖所示:
方向斜向右下方,且與豎直方向成角。由於合力的大小和方向不變,可將合力看成等效重力場中的重力,其等效重力加速度:
因小球恰能在豎直平面內做圓周運動,所以小球在等效最高點A時速度最小,且在A點時線的拉力爲零,只有等效重力提供向心力,即:
得:;
(2)由能量守恆定律,小球在等效最低點B點時速度最大,設爲,則從A到B由動能定理得:
解得:。
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:解答題