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？
答案：
解析：
解析：
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(1)动能定理：qEL＋(－mgL)＝ 解出v＝ (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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－0，(2分)
(1分)
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