如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M...

问题详情:

如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M端固定一个带负电小球A,电荷量大小为Q;另一带负电的小球B穿在杆上,可自由滑动,电荷量大小为q,质量为m,现将小球B从杆的N端由静止释放,小球B开始向右端运动,已知k为静电力常量,g为重力加速度,求:

如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M...

(1)小球B对细杆的压力的大小;

(2)小球B开始运动时加速度的大小;

(3)小球B速度最大时,离M端的距离.

【回答】

(1)qEcos θmg(2)如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M... 第2张(3)如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M... 第3张

【详解】

(1)小球B在垂直于杆的方向上合力为零,则有FN=qEcos θmg

由牛顿第三定律知小球B对细杆的压力FN′=FN=qEcos θmg

(2)在水平方向上,小球所受合力向右,由牛顿第二定律得:

qEsin θ如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M... 第4张ma

解得:如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M... 第5张

(3)当小球B的速度最大时,加速度为零,有:

qEsin θ如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M... 第6张

解得:如图所示,一光滑绝缘细直杆MN,长为L,水平固定在匀强电场中,电场强度大小为E,方向与竖直方向夹角为θ.杆的M... 第7张

知识点:库伦定律

题型:解答题