题目

如图所示，一根长L=15m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=30°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—6C，质量m=1.0×10—2kg。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=9.0×109N·m2／C2，取g=10m／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?   答案：解：(1)开始运动时小球B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 ……………………………………①（3分） 解得……………………………………② 代人数据解得a=3.2m／s2……………………………………③（2分） (2)小球B速度最大时合力为零，即 ……………………………………④（3分） 解得: ……………………………………⑤ 代人数据解得h1=0.9m…………………………………………⑥（2分）

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