在竖直平面内有一范围足够大且斜向右上方的匀强电场,方向与水平方向角。在电场中有一质量为m,带电荷量为q的带电小球,用长为不可伸长的绝缘细线悬挂于固定轴O上.小球可以在与O点等高的M点处于静止状态,如图所示.现用外力将小球拉到最低点P,然后无初速度释放,重力加速度为g.求
(1)电场强度E的大小及小球从P运动到M过程中电势能的变化量;
(2)小球运动到M点时绳的拉力大小;
(1)电势能减少2mgL (2)3mg
【详解】
(1)小球静止在点时合力为零,由平衡条件:
得:
从到过程中电场力做功为:
解得:
由可得
即电势能减少
(2)从到由动能定理可得:
则有:
得:
小球运动时由向心力公式可得:
得:
动能:
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质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上。已知t=0时质点的速度为零。在图示t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大?
A.t1 B.t2 C.t3 D.t4