题目内容
(12分) 如图，等量异种点电荷，固定在水平线上的M、N两点上，有一质量为m、电荷量为＋q（可视为点电荷）的小球，固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处。现在把杆拉起到水平位置，由静止释放，小球经过最低点B时速度为v，取O点电势为零，忽略q对等量异种电荷形成电场的影响。求：
(1)小球经过B点时对杆的拉力大小；
(2)在＋Q、－Q形成的电场中，A点的电势φA；
(3)小球继续向左摆动，经过与A等高度的C点时的速度大小。
（1）
；（2）
；（3）
；
【解析】
试题分析：(1)小球经B点时，在竖直方向有
①
②
由牛顿第三定律知，小球对细杆的拉力大小
③
(2)由于取O点电势为零，而O在MN的垂直平分线上，所以
④
电荷从A到B过程中，由动能定理得
⑤
⑥
(3)由电场对称性可知，
⑦
即
⑧
小球从A到C过程，根据动能定理
⑨
⑩
评分标准：第一问3分；第二问4分；第三问5分。
①②③④⑥⑧⑨⑩ 每式1分，⑤⑦式2分。
考点：牛顿第二定律、动能定理、电势
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