题目内容
（18分）（18分）如图所示，水平放置的平行金属板的N板接地，M板电势为+U，两板间距离为d，d比两板的尺寸小很多，在两板之间有一长为2l的绝缘轻杆，可绕杆的水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动，O为杆的中点。杆的两端分别连着小球A和B，它们的质量分别为2m和m，它们的带电量分别为+q和-q。当杆由图示水平位置从静止开始转过900到竖直位置时，已知重力加速度为g，求：
（1）两球的电势能的变化；
（2）两球的总动能；
（3）杆对A球的作用力。
（18分）
解：（1）电场中的场强为：E=U/d （2分）
电场力对两球做的功为：
（2分）
电势能的减小量为：
（2分）
（2）两球减少的重力势能：WG=mgl （2分）
由能量转化与守恒定律得，有：WG+WE= Ek （2分）
解得：
（2分）
（3）根据（2）问，有：
（2分）
A球在最低点，由牛顿第二定律，有：
（2分）
解得：
（2分）
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如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d，带电粒子的电荷量为q，质量为m，粒子以速度v从两极板中央处水平飞入两极板间，当两板上不加电压时，粒子恰从下板的边缘飞出．现给AB加上一电压，则粒子恰好从上极板边缘飞出求：（1）两极板间所加电压U；（2）金属板的长度L．
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