题目内容
（14分）两个带电量均为+q小球，质量均为m，固定在轻质绝缘直角框架OAB（框架的直角边长均为L）的两个端点A、B上，另一端点用光滑铰链固定在O点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动。
（1）若施加竖直向上的匀强电场E1，使框架OA边水平、OB边竖直并保持静止状态，则电场强度E1多大？
（2）若改变匀强电场的大小和方向（电场仍与框架面平行），为使框架的OA边水平、OB边竖直（B在O的正下方），则所需施加的匀强电场的场强E2至少多大？方向如何？
（3）若框架处在匀强电场E1中OA边水平、OB边竖直并保持静止状态时，对小球B施加一水平向右的恒力F，则小球B在何处时速度最大？最大值是多少？
（1）若施加竖直向上的匀强电场E1，使框架OA边水平、OB边竖直并保持静止状态，则电场强度E1多大？
（2）若改变匀强电场的大小和方向（电场仍与框架面平行），为使框架的OA边水平、OB边竖直（B在O的正下方），则所需施加的匀强电场的场强E2至少多大？方向如何？
（3）若框架处在匀强电场E1中OA边水平、OB边竖直并保持静止状态时，对小球B施加一水平向右的恒力F，则小球B在何处时速度最大？最大值是多少？
（1）
（2）
（3）框架力矩为零的时候小球B的速度最大，为
（2）
（3）框架力矩为零的时候小球B的速度最大，为
（1）根据有固定转动轴物体的平衡条件，有
（2分）
得 （2分）
（2）设匀强电场E2的方向与竖直方向夹角为θ，则有
（2分）
即
当
时， （2分）
（3）框架力矩为零的时候小球B的速度最大，即当OB边右侧水平时B速度最大（2分）
由动能定理可知
（2分）
B球的最大速度为 （2分）
（2分）得
（2分）（2）设匀强电场E2的方向与竖直方向夹角为θ，则有
（2分）即
当时， （2分）（3）框架力矩为零的时候小球B的速度最大，即当OB边右侧水平时B速度最大（2分）
由动能定理可知
（2分）B球的最大速度为
（2分）
练习册系列答案
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A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出） 如图所示。图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称。则下列说法中正确的是（ ）
向水平向左且垂直于挡板PO.图中A、B两球(可视为质点)质量相同且带同种正电荷.当A球受竖直向下推力F作用时，A、B两球均紧靠挡板处于静止状态，这时两球之间的距离为L.若使小球A在推力F作用下沿挡板PO向O点移动一小段距离后，小球A与B重新处于静止状态.在此过程中( )
)