题目内容

如图所示,一根长L=1.5m的绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q= +4.5×10-6C;另一带电小来自www.xkb123.com球B穿在杆上滑动,带电小球B与杆之间的动摩擦因数为μ=0.1,电荷量q= +1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg。现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动。(静电力常量k=9.0 ×109N·m2/C2.取g=10m/s2)则:

(1)小球B开始运动时的加速度为多大?

(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大?

解:(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、电场力、杆的弹力和摩擦力,沿杆方向运动,由牛顿第二定律得

垂直于杆方向,二力平衡

               

解得

 

代入数据解得

a=2.3m/s

(2)小球B速度最大时合力为零,即

解得

代入数据解得

h1=0.83m

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