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如圖1-3-21所示,足夠長的絕緣細桿位于豎直平面內,桿與水平方向成30°角傾斜放置,質量為m、帶電荷量為-q的小環套在絕緣桿上,環可沿桿無摩擦滑動.當環從A點無初速地釋放后,運動距離為L時到達B點,且恰好進入水平向右的勻強電場中,再運動距離L后到達C點且開始向上滑行.求:

1-3-21

(1)勻強電場的場強E;

(2)小環往復運動的周期.

解:(1)依題意知:帶電小環在A點和C點的速度均為零,由A點到C點過程中重力對其做正功,電場力對其做負功.根據動能定理mg2Lsin30°-EqLcos30°=0

得:E=.

(2)帶電小環在A點速度大小和C點速度大小相等,而AB段和BC段位移大小相等,根據運動學公式可推理知,帶點小環在AB段和BC段做勻變速直線運動的加速度大小相等.

即a=gsin30°

vB2=2Lgsin30°

因此粒子在AB段和BC段中的運動時間為:tAB=tBC=粒子運動周期為:T=4tAB=8.

練習冊系列答案
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圖1-3-21

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圖4-3-21

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1-3-21

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圖1-3-21

A.EA>EB>EC                                B.EB>EA>EC

C.EC> EA>EB                              D.EA>EC>EB

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