题目内容
如图所示，一质量为m、带电量为-q的小球A，用长为L的绝缘轻杆与固定转动轴O相连接，绝缘轻杆可绕轴O无摩擦转动。整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度E=
，现将轻杆从图中的竖直位置由静止释放。
（1）轻杆转过90°时，小球A的速度为多大？
（2）轻杆转过多大角度时小球A的速度最大？
（3）小球A转过的最大角度为多少？
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解答与评分标准：
（1）动能定理：qEL + (-mgL) =
-0， （2分）
解出v=
（1分）
（2）轻杆转动过程中，合力矩为零时，小球A的速度最大 （1分）
即mgLsinα=qELcosα （2分）
得到tanα=2，解出α=arctan2=63.43° （1分）
（3）设小球A的速度减为零时轻杆与水平方向的夹角为β，
动能定理：qELcosβ+［-mg(L+Lsinβ)］=0-0 （2分）
得到2cosβ=1+sinβ， 解出sinβ=0.6（舍去sinβ=-1），β=37° （2分）
因此，小球A转过的最大角度为90°+37°=127° （1分）
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