Question

MN為水平放置的金屬板，板中央有一個小孔O，板下存在豎直向上的勻強電場，電場強度為E，AB是一根長為l，質量為m的均勻帶正電的絕緣細桿。現將桿下端置于O處，然后將桿由靜止釋放，桿運動過程中始終保持豎直。當桿下落時速度達到最大（可忽略電場對細桿上電荷分布產生的影響）。
⑴求細桿的帶電量；
⑵求桿下落的最大速度；
⑶若桿沒有全部進入電場時速度已減小為零，求此時桿下落的位移。

Answer 1

解答： ⑴由題意得下落時a=0，由力的平衡條件得，所以 ----------------（2分）⑵下落時，速度最大，由動能定理得 解得最大速度。 ----------------（3分）⑶設下落h時，速度為零，由動能定理得 解得桿下落的位移。 ----------------（3分） 思路點拔：細桿不是點電荷，但細桿上的電荷在電場中可看作是整體運動，移動的平均位移大小只有。這樣處理問題就迎刃而解了，類似于2004年上海高考題中帶電粒子在立方盒里的整體運動問題。