Question

【題目】如圖所示，一光滑絕緣細直桿MN，長為L，水平固定在勻強電場中，電場強度大小為E，方向與豎直方向夾角為θ.桿的M端固定一個帶負電小球A，電荷量大小為Q；另一帶負電的小球B穿在桿上，可自由滑動，電荷量大小為q，質量為m，現將小球B從桿的N端由靜止釋放，小球B開始向右端運動，已知k為靜電力常量，g為重力加速度，求：

(1)小球B對細桿的壓力的大小；

(2)小球B開始運動時加速度的大小；

(3)小球B速度最大時，離M端的距離．

Answer 1

【答案】（1）qEcos θ＋mg（2）（3）

【解析】

(1)小球B在垂直于桿的方向上合力為零，則有FN＝qEcos θ＋mg

由牛頓第三定律知小球B對細桿的壓力FN′＝FN＝qEcos θ＋mg

(2)在水平方向上，小球所受合力向右，由牛頓第二定律得：

qEsin θ－＝ma

解得：

(3)當小球B的速度最大時，加速度為零，有：

qEsin θ＝

解得：