Question

【題目】如圖，等量異種點(diǎn)電荷固定在水平線上的M、N兩點(diǎn)上，有一質(zhì)量為m、電荷量為＋q(可視為點(diǎn)電荷)的小球，固定在長(zhǎng)為L的絕緣輕質(zhì)細(xì)桿的一端，細(xì)桿另一端可繞過O點(diǎn)且與MN垂直的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，O點(diǎn)位于MN中點(diǎn)B的正上方L處．現(xiàn)在把桿拉起到水平位置，由靜止釋放，小球經(jīng)過最低點(diǎn)B時(shí)速度為v，取O點(diǎn)電勢(shì)為零，忽略小球所帶電荷量對(duì)等量異種電荷形成電場(chǎng)的影響．

(1)求小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的拉力大小；

(2)求在＋Q、－Q形成的電場(chǎng)中，A點(diǎn)的電勢(shì)φA；

(3)小球繼續(xù)向左擺動(dòng)，求其經(jīng)過與A等高度的C點(diǎn)時(shí)的速度大小．

Answer 1

【答案】(1)拉力大小 (2) (3)

【解析】試題分析：小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)，在豎直方向有①

②

由牛頓第三定律知，小球?qū)��?xì)桿的拉力大小

③

(2)由于取O點(diǎn)電勢(shì)為零，而O在MN的垂直平分線上，所以

④

電荷從A到B過程中，由動(dòng)能定理得

⑤

⑥

(3)由電場(chǎng)對(duì)稱性可知，， ⑦

即⑧ 小球從A到C過程，根據(jù)動(dòng)能定理

⑨