Question

【題目】如圖所示，有一水平向左的勻強電場，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，質量m=1.0×10﹣2kg．現將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運動．（靜電力常量k=9.0×109 Nm2/C2，取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=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

【答案】（1）小球B開始運動時的加速度為3.2m/s2．

（2）小球B的速度最大時，與M端的距離r為0.9m．

【解析】

試題（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

①

解得：②

代入數據解得：a＝3．2 m/s2．③

（2）小球B速度最大時合力為零，即

④

解得：⑤

代入數據解得：r＝0．9 m．