平衡状态,则匀强电场的场强大小可能为(细线不会断开)( )
图1
A. B. C. D.
答案 ACD
解析 取小球为研究对象,它受到重力mg、细线的拉力F和电场力Eq的作用.因小球处于平衡状态,则它受到的合外力等于零,由平衡条件知,F和Eq的合力与mg是一对平衡力.根据力的平行四边形定则可知,当电场力Eq的方向与细线拉力方向垂直时,电场力最小,如图所示,则Eq=mgsin 60°,得最小场强E=.所以,选项A、C、D正确.
例2 如图2所示,质量为m的小球A放在绝缘固定斜面上,斜面的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q.在斜面上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷,将小球A由距B点竖直高度为H处无初速度释放.小球A下滑过程中电荷量不变.不计A与斜面间的摩擦,整个装置处在真空中.已知静电力常量k和重力加速度g.
图2
(1)A球刚释放时的加速度是多大?
(2)当A球的动能最大时,求此时A球与B点的距离.
答案 (1)gsin α- (2)
解析 (1)根据牛顿第二定律得mgsin α-F=ma
根据库仑定律:F=k,r=
联立以上各式解得a=gsin α-.
(2)当A球受到的合力为零,即加速度为零时,速度最大,动能最大.设此时A球与B点间