题目

题型：惠州模拟难度：来源：

如图所示，两块竖直放置的平行金属板相距d=1.2m，接电压U=2400V的直流电源，一条长l=50cm的绝缘细线的一端系住一个质量m=50g的带电小球，另一端固定在O点，小球在竖直平面内作以O为圆心，l为半径的圆周运动．当细线在水平位置时，小球具有竖直向下的速度v₁=20m/s，当小球运动到最低点，细线竖直时，小球的速度v₂=16m/s，问：
（1）小球带何种电荷？电量多少？
（2）当小球在最低点时，细线中的张力多大（g=10m/s²）？

答案

（1）因为△E_k＜0，重力做正功，∴电场力做负功．小球带负电荷．
根据动能定理：
qUAB-mgh=

1

2

mv12-

1

2

mv22    ①
因为两极板间的电场为匀强电场，所以

L

d

=

UAB

U

，则UAB=

UL

d

                   ②
联立①②解得q=3.85×10^-3C
（2）由向心力公式得，T-mg=m

v2

R

解得T=mg+m

v2

R

=26.1N．
答：（1）小球带负电，电量为3.85×10^-3C
（2）当小球在最低点时，细线中的张力为26.1N．