Question

如图所示，一根长L=1.5 m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×10 5 N/C与水平方向成θ=30°角

Answer 1

(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得

①

解得

②

代入数据解得a=3.2 m/s ²③

(2)小球B速度最大时合力为零，即

④

解得

⑤

代入数据解得h ₁=0.9 m ⑥

(3)小球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为W ₁，电场力做功为W ₂，库仑力做功为W ₃

根据动能定理有

⑦

W ₁=mg(L-h ₂) ⑧

设小球B的电势能改变了△Ep，则

△E _p=-(W ₂+W ₃) ⑨

⑩

△E _p=8.4×10 ^-2J