题目内容
(18分)如下图所示，一根长 L = 1.5m 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＝300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（可视为点电荷） ，电荷量Q＝+4.5×10－6C；另一带电小球 B（可视为点电荷） 穿在杆上可自由滑动， 电荷量q＝+1.0 ×10一6 C，质量m＝1.0×10一2 kg 。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＝9.0×10 9N·m2／C2，取 g =10m / s2)
( l ）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？
( 3 ）小球 B 从 N 端运动到距 M 端的高度 h2＝0.61m 时，速度为v＝1.0m / s ，求此过程中小球 B的电势能改变了多少？
（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
（2）小球B速度最大时合力为零，即
解得
代入数据解得
（3）小球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为W1，电场力做功为W2，
库仑力做功为W3，根据动能定理有
其中
解得
设小球B的电势能改变了△，则
△
△
△
解析:
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