Question

（16分）如圖所示，一根光滑絕緣細桿與水平面成的角傾斜固定。細桿的一部分處在場強方向水平向右的勻強電場中，場強E=2×10⁴N／C。在細桿上套有一個帶電量為q=－1.73×10⁵C、質量為m=3×10^-2kg的小球�，F使小球從細桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下，并從B點進入電場，小球在電場中滑至最遠處的C點。已知AB間距離，g=10m/s²。求：

  （1）帶電小球在B點的速度v_B；

  （2）帶電小球進入電場后滑行最大距離x₂；

  （3）帶電小球從A點滑至C點的時問是多少?

 

Answer 1

（1）

（2）

（3）

解析:（1）小球在AB段滑動過程中，由機械能守恒

可得     （6分）

（2）小球進入勻強電場后，在電場力和重力的作用下，由牛頓定律可得加速度a₂

小球進入電場后還能滑行到最遠處C點，BC的距離為

     （6分）

（3）小球從A到B和從B到C的兩段位移中的平均速度分別為

        

小球從A到C的平均速度為

    可得