平行板电容器两板间距0.1m，板间电压103V，一个质量为0.2g带10-7C正电的小球用0.01m长的细线悬挂于板间O点，如图所示，将球拉到A使线水平拉直，然后放开，问：①小球摆到最低点B时，细线中

Question

平行板电容器两板间距0.1m，板间电压10³V，一个质量为0.2g带10^-7C正电的小球用0.01m长的细线悬挂于板间O点，如图所示，将球拉到A使线水平拉直，然后放开，问：
①小球摆到最低点B时，细线中张力是多大？
②若小球经B时细线突然断开，以后小球经B点正下方C处时，B、C相距多远？

Answer 1

（1）小球由静止释放后到摆到最低点的过程，由动能定理得
          mgL-EqL=(1)/(2)mv2    
        又E=(U)/(d)，
       代入解得v=(√(10))/(10)m/s=0.32m/s
       小球经过最低点时  T-mg=m(V2)/(L) 
        解得 T=4×10^-3N
 （2）小球摆至B点时丝线突然断裂，小球水平方向做有往返的匀减速直线运动，加速度大小为
            a=(Eq)/(m)=5m/s2 
          根据对称性t=(2v)/(a)=(2×0.32)/(5)s=0.128s
          小球在竖直方向做自由落体运动，则 h=(1)/(2)gt2   
          代入解得h=0.08m．
答：（1）小球摆至最低点B时的速度和线中的拉力为4×10^-3N．
    （2）若小球摆至B点时丝线突然断裂，以后小球能经过B点正下方的C点时BC相距约0.08m．