Question

如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E=1.25×104 N/C，一根长L=1.5m、与水平方向的夹角为θ

Answer 1

解题思路：（1）分析小球B的受力情况，根据牛顿第二定律和库仑定律求解小球B开始运动时的加速度．

（2）当小球所受的合外力为零时速度最大，由上题结果求解．

（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：

mgsinθ-[kQq

L2-qEcosθ=ma ①

解得：a=gsinθ-

kQq

mL2-

qEcosθ/m] ②

代入数据解得：

a=（10×0.6-

9.0×109×(+4.5×10−6)×(+1.0×10−6)

1.0×10−2×1．52-

(+1.0×10−6)×1.25×104×0.8

1.0×10−2）m/s²=3.2m/s²③

（2）小球B速度最大时合力为零，即

mgsinθ-[kQq

r2-qEcosθ=0 ④

解得：r=

kQq/mgsinθ−qEcosθ] ⑤

代入数据解得：r=

9.0×109×(+4.5×10−6)×(+1.0×10−6)

1.0×10−2×10×0.6−(+1.0×10−6)×1.25×104×0.8m=0.9m

答：（1）小球B开始运动时的加速度为3.2m/s²．（2）小球B的速度最大时，与M端的距离r为0.9m．

点评：

本题考点： 匀强电场中电势差和电场强度的关系；力的合成与分解的运用；牛顿第二定律．

考点点评： 解答本题关键是能够正确对小球B进行受力分析和运动分析，运用牛顿第二定律求解．