Question

如右圖所示，有一水平向右的勻強電場，場強為E＝1.25×10⁴N/C，一根長L＝1.5m、與水平方向的夾角為θ＝37°的光滑絕緣細直桿MN固定在電場中，桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q＝＋4.5×10^－6C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量q＝＋1.0×10^－6C，質(zhì)量m＝1.0×10^－2kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運動．(靜電力常量k＝9.0×10⁹N·m²/C²，取g＝10m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

(1)小球B開始運動時的加速度為多大？

(2)小球B的速度最大時，與M端的距離r為多大？

Answer 1

解析：　(1)開始運動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力，沿桿方向運動，由牛頓第二定律得

mgsinθ－－qEcosθ＝ma

解得a＝gsinθ－－

代入數(shù)據(jù)解得a＝3.2m/s².

(2)小球B速度最大時合力為零，即

＋qEcosθ＝mgsinθ

解得r₁＝

代入數(shù)據(jù)解得r＝0.9m.

答案：　(1)3.2m/s²　(2)0.9m