题目内容

(10分)如图所示,在水平方向的匀强电场中固定一表面光滑、与水平面成45º角的绝缘直杆AB,其B端距地面高度h。有一质量为m、带负电、电荷量为q的小环套在直杆上,正以v0的速度沿杆匀速下滑,小环离开杆后落在与B端正下方P点相距l的Q点,重力加速度g,求:

(1)电场强度E的大小;
(2)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向;
(3)小环运动到Q点时的速度大小。
(1)(2) 垂直斜向右下方(3)

试题分析:(1)对小环进行受力分析,由于小环沿杆匀速下滑,则:
        (2分)
解得:          (1分)
(2)小环离开杆之后,受重力和电场力作用,这二力的合力为:
        (1分)
由牛顿第二定律得:         (1分)
联立解得:          (1分)
方向与直杆垂直斜向右下方          (1分)
(3)对小环由B到Q的过程,由动能定理得:
          (2分)
解得:           (1分)
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