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如图所示 一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN 竖直固定在场强为E=1.0×105N/C 与水平

时间:2022-06-18 09:24:15

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如图所示 一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN 竖直固定在场强为E=1.0×105N/C 与水平

问题补充:

如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆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;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,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)

(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?

答案:

解:(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动,

由牛顿第二定律得

代入数据解得a=3.2?m/s2.

(2)小球B向下运动,受A的斥力增大,加速度减小,速度增大,

当小球B速度最大时合力减为零,

代入数据解得:h1=0.9m

答:(1)小球B开始运动时的加速度为3.2?m/s2;

(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为0.9m.

解析分析:对小球B进行受力分析,运用牛顿第二定律求出开始运动时的加速度大小.

根据受力情况分析小球B的运动情况,找出小球B速度最大时的位置特点.

点评:本题要求同学们能够正确对小球B进行受力分析和运动分析,难度适中.

如图所示 一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆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

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