题目内容

如图所示,L为竖直、固定的光滑绝缘硬杆,杆上O点套有一质量为m、带电量为-q的小环,在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷,杆上a、b两点到十Q的距离相等,Oa之间距离为hl,ab之间距离是h2,使小环从图示位置的O点由静止释放后,通过a点的速率为
3gh1
.则小环通过b点的速率为
g(3h1+2h2)
g(3h1+2h2)
分析:由题可知,a点与b点电势相等,则小环从O点移到a点与移到b点电场力做功相等,根据动能定理分别研究小环从O点移到a点与O点移到b点,求解小环通过b点的速率.
解答:解:由题电势差Uoa=Uob,根据动能定理得
    o→a过程:mgh1+(-qUoa)=
1
2
mva2

o→b过程:mg(h1+h2)++(-qUob)=
1
2
mvb2

又va=
3gh1

解得vb=
g(3h1+2h2)

故答案为:
g(3h1+2h2)
点评:本题运用动能定理分析物体的运动情况,关键确定电场力做功,要抓住电场力做功的特点:电荷与初末位置的电势差有关,与路径无关.
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