题目

 如图35所示，一根长 L = 1.5m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为 E ==1.0 ×105N / C 、与水平方向成θ＝300角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球 A ，电荷量Q＝+4.5×10－6C；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝+1.0 ×10一6 C，质量m＝1.0×10一2 kg 。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量k＝9.0×10 9N·m2／C2，取 g =l0m / s2)（1）小球B开始运动时的加速度为多大？（2）小球B 的速度最大时，距 M 端的高度 h1为多大？（3）小球 B 从 N 端运动到距 M 端的高度 h2＝0.6l m 时，速度为v＝1.0m / s ，求此过程中小球 B的电势能改变了多少？        图35         答案： 解析:由题意可知，带电小球在匀强电场和点电荷非匀强电场这样的叠加场中运动，前两问应用力的观点求解，因库仑力是变力，所以第（3）问只能用能的观点求解。（1）开始运动时小球受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得                                                  解得                                             代入数据解得                                      （2）小球速度最大时合力为零，即                                                        解得                                                        代入数据解得                                                  （3）小球从开始运动到速度为的过程中，设重力做功为，电场力做功为，     库仑力做功为，根据动能定理有                                                                                                                解得                           设小球的电势能改变了△，则△                                                     △                                             △ 

查看本题答案和解析