题目内容

如图所示,一根长L=1.5 m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E = 1.0×105 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 = +4.5×106 C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q= +1.0×106 C,质量m = 1.0×102 kg.现将小球从杆的上端N静止释放,小球B开始运动.(静电力常量k = 9.0×109 N·m2/C2,取g=l0 m/s2)
(1)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=0.6l m时,速度为
v=1.0 m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少?
[

(1)小球在N点时,加速度a为:
   代入数据解得:
(2)小球速度最大时,合力为零:
   代入数据解得:
(3)由题知电场力做负功,故小球的电势能增加
由能量守恒可知,小球电势能改变为:

代入数据解得:

解析

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