解题思路:(1)由电场强度可求得电场力,由力的合成可求得电场力的合力的大小,而小球做圆周运动,故由牛顿第二定律可求得细绳对小球的拉力T,再由牛顿第三定律可求得小球对细线的拉力大小.
(2)由W=Uq即可求得MC两点间的电势差,则可求得M点的电势;
(1)在C点时A对小球E的场力F1与B对小球E的电场力F2相等,且为
F1=F2=[kQq
d2
又A、B、C为一等边三角形,所以F1、F2的夹角为120°,故F1、F2的合力为
F12=
kQq
d2,方向竖直向下
由牛顿运动定律得T-k
d2-mg=
mv2/L]
解得:T=k[Qq
d2+mg+
mv2/L],方向向上
根据牛顿第三定律,小球E对细线的拉力大小等于T,方向向下;
(2)电荷E从M点运动到C的过程中,电场力做正功,重力做正功.根据动能定理
qUMc+mgL=[1/2]mv2
得M、C两点的电势差为UMC=
mv2−2mgL
2q
又C点与D点为等势点
所以M点的电势为UM=UMC=
mv2−2mgL
2q
答:(1)绝缘细线在C点所受到的拉力T 的大小为k[Qq
d2+mg+
mv2/L],方向向上
(2)在A、B所形成的电场中,M的电势为势为
mv2−2mgL
2q
点评:
本题考点: 电势差与电场强度的关系;动能定理;电势.
考点点评: 本题考查电场中力与能的性质,要注意小球在拉力、重力及库仑力的作用下做圆周运动,故应明确合力充当了向心力.