Question

MN為水平放置的金屬板，板中央有一個(gè)小孔O，板下存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，AB是一根長(zhǎng)為l，質(zhì)量為m的均勻帶正電的絕緣細(xì)桿。現(xiàn)將桿下端置于O處，然后將桿由靜止釋放，桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持豎直。當(dāng)桿下落時(shí)速度達(dá)到最大（可忽略電場(chǎng)對(duì)細(xì)桿上電荷分布產(chǎn)生的影響）。
⑴求細(xì)桿的帶電量；
⑵求桿下落的最大速度；
⑶若桿沒(méi)有全部進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度已減小為零，求此時(shí)桿下落的位移。

Answer 1

解答： ⑴由題意得下落時(shí)a=0，由力的平衡條件得，所以 ----------------（2分）⑵下落時(shí)，速度最大，由動(dòng)能定理得 解得最大速度。 ----------------（3分）⑶設(shè)下落h時(shí)，速度為零，由動(dòng)能定理得 解得桿下落的位移。 ----------------（3分） 思路點(diǎn)拔：細(xì)桿不是點(diǎn)電荷，但細(xì)桿上的電荷在電場(chǎng)中可看作是整體運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)的平均位移大小只有。這樣處理問(wèn)題就迎刃而解了，類(lèi)似于2004年上海高考題中帶電粒子在立方盒里的整體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。