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高中物理
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综合题
1.
(2020高二上·丰台期中)
如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点,另一端悬挂一质量为m的带正电的小球。现将小球向右拉至与悬点O等高的A点,由静止释放。小球向左最远能摆到与竖直方向夹角为θ的B点。已知小球所带的电荷量为q
0
, 细线的长度为L,θ=30°。
(1) 求A、B两点的电势差U
AB
及场强的大小E;
(2) 电势差的定义方式可有两种:第一种是指电场中两点间电势的差值,即
,式中φ
C
和φ
D
分别为电场中C、D两点的电势;第二种是利用比值法定义,即
,式中q为检验电荷的电荷量,W
CD
为检验电荷在电场中从C点移动到D点过程中电场力所做的功。请你证明这两种定义方式的统一性。
(3) 求小球在A到B的运动过程中最大速度v
m
(结果可用根式表示);若在小球运动到最大速度处细线突然断开,试定性分析说明小球此后做什么样的运动。
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