如图所示,绝缘细线一端固定于O点,另一端固定连接一带电量为q、质量为m的带正电小球.要使带电小球静止时细线与竖直方向夹α角.可在空间加一匀强电场.则当所加的匀强电场沿着什
题目
如图所示,绝缘细线一端固定于O点,另一端固定连接一带电量为q、质量为m的带正电小球.要使带电小球静止时细线与竖直方向夹α角.可在空间加一匀强电场.则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小?最小的场强多大?这时细线中的张力多大?
答案
以小球为研究对象,对小球进行受力分析,故小球受到重力mg、绳的拉力F
1、电场力F
2三个力作用,根据平衡条件可知,拉力F
1与电场力F
2的合力必与重力mg等大反向.
因为拉力F
1的方向确定,F
1与F
2的合力等于mg确定,由矢量图可知,当电场力F
2垂直悬线时电场力F
2=qE=mgsinα最小,故场强E也最小.
由图可知此时绳中张力F
1=mgcosα,最小的场强E=
.
答:当匀强电场的方向与细线垂直时,场强最小,最小场强为
,这时细线中的张力为mgcosα.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
我想写一篇关于奥巴马的演讲的文章,写哪一篇好呢?为什么好
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