Question

如圖所示，一根長L＝1.5 m的光滑絕緣細直桿MN，豎直固定在場強為E＝1.0×10⁵ N/C、與水平方向成＝30°角的傾斜向上的勻強電場中．桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q＝＋4.5×10^－6C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量q＝＋1.0×10^－6C，質量m＝1.0×10^－2 kg．現將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運動．(靜電力常量k＝9.0×10⁹ N·m²/C²．取g＝10 m/s²)

(1)小球B開始運動時的加速度為多大？

(2)小球B的速度最大時，距M端的高度h₁為多大？

(3)小球B從N端運動到距M端的高度h₂＝0.61 m時，速度為v＝1.0 m/s，求此過程中小球B的電勢能改變了多少？

Answer 1

答案：
解析：

(1)　代入數據得：a＝3.2 m/s2 　　(2)B速度最大時合力為零，即　 　　得h1＝0.9 m 　　(3)小球B從開始運動到速度為v的過程中，設重力做功為W1，電場力做功為W2，庫侖力做功為W3，根據動能定理有W2＝－qE(L－h2)sin 　　　ΔEP＝－(W2＋W3)　＝8.4×10－2 J