Question

【题目】如图，一根长L = 3 m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E =1.6 ×105 N / 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=+5×10－6 C；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+2.0 ×10一6 C，质量m=2.0×10一2 kg 。现将小球B从杆的上端N由静止释放。（静电力常量k=9.0×109 N·m2／C2，取 g =10 m / s2）

（l）小球B开始运动时的加速度为多大？

（2）小球B从N端运动到速度最大时，匀强电场对小球B做了多少功？

Answer 1

【答案】(1) ；(2)W=-0.24J；

【解析】(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:

解得:

代入数据解得：a=1.5m/s2

(2)小球B速度最大时合力为零，即

解得：

代入数据解得h1=1.5 m

匀强电场对小球B所做的功W=-qEh1sinθ=-0.24 J