Question

如右圖所示，有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為，一根長(zhǎng)、與水平方向的夾角為的光滑絕緣細(xì)直桿MN固定在電場(chǎng)中，桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A，電荷量；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng)，電荷量，質(zhì)量.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．(靜電力常量，取，)求：

(1)小球B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大？

(2)小球B的速度最大時(shí)，與M端的距離r為多大？

 

Answer 1

【答案】

(1) 　(2)0.9 m

【解析】

試題分析：(1)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球B受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電場(chǎng)力，沿桿方向運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得

解得

代入數(shù)據(jù)解得.

(2)小球B速度最大時(shí)合力為零，即

解得

代入數(shù)據(jù)解得

考點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，

點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí)，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同．先分析受力情況再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程（平衡、加速、減速，直 線或曲線），然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題．解決這類(lèi)問(wèn)題的基本方法有兩種，第一種利用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，選用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解；第二種利用能量轉(zhuǎn)化 的觀點(diǎn)，選用動(dòng)能定理和功能關(guān)系求解．