如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为2m的不可伸长的绝缘细线拴住一质量为0.06kg，带电荷量为0.002C的小球1，线的上端固定于O点，若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，重力加速度为g。求：

1. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为2m的不可伸长的绝缘细线拴住一质量为0.06kg，带电荷量为0.002C的小球1，线的上端固定于O点，若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，重力加速度为g。求：

(1) BA间电势差U_BA；

(2) 匀强电场的场强大小；

(3) 小球2的带电量Q；

(4) 小球1速度最大时，悬线对小球1的拉力多大？

【考点】

库仑定律; 电势差与电场强度的关系; 带电粒子在电场中的运动综合;

【答案】

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解答题普通

1. 静电场方向平行于x轴，其电势 $\text{[math]}$ 随x的分布可简化为如图所示的折线，图中 $\text{[math]}$ 和d为已知量．一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动．已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A（0<A<q $\text{[math]}$ ），忽略重力．求

（1）粒子所受电场力的大小；

（2）粒子的运动区间；

（3）粒子的运动周期．

解答题困难

2. 如图甲所示，倾角为30°的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面底端固定一个带正电的小球A，另有一质量 $\text{[math]}$ 的带正电小球B静止在距离斜面底端10cm处，小球半径可以忽略，重力加速度取 $\text{[math]}$ ，静电常数 $\text{[math]}$ 。（结果保留一位有效数字）

(1) 若小球B带电量为 $\text{[math]}$ ，求小球A所带电荷量；

(2) 若将A球撤去，加一水平方向的匀强电场，仍使B球静止在斜面上，如图乙所示，求匀强电场的电场强度大小及方向。（结果保留1位有效数字）

(3) 若将A球撤去，仍保证小球B在该位置平衡，场强最小为多少？电场的方向如何？

解答题普通

3. 如图所示，在水平地面上固定一个光滑的绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为 $\text{[math]}$ ，在斜面上放一个质量为m的带电小物块A，在斜面底端的正上方固定一个电性、电荷量均与A相同的点电荷B。A、B高度相同，间距为d，此时A恰能静止在斜面上。已知静电力常量为k，重力加速度为g，A可视为点电荷。求：

(1) 点电荷B所带的电荷量大小；

(2) 保持电性不变，只将B的带电量减小，使A能沿斜面下滑，求A滑到斜面底端时速度大小。

解答题普通