如图所示,在场强为E的匀强电场中,一绝缘轻质细杆l可绕点O点在竖直平面内自由转动,另一端有一个带正电的小球,电荷量为q,质量为m,将细杆从水平位置A自由释放运动至最低点B处

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在场强为E的匀强电场中,一绝缘轻质细杆l可绕点O点在竖直平面内自由转动,另一端有一个带正电的小球,电荷量为q,质量为m ,将细杆从水平位置A自由释放运动至最低点B处的过程中:

(1)请说明电势能如何变化?变化了多少?
(2)求出小球在最低点时的动能?
(3)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力?

◎ 答案

(1) qEl (2) mgl+Eql (3) T=3mg+2Eq

◎ 解析


试题分析:(1)小球从A位置至B位置的过程中
小球电势能的变化 则电势能减少了qEl
(2)从A到B过程中,由动能定理得:
mgl+Eql=mvB2/2-0         ① 
则mvB2/2= mgl+Eql
(3)当小球到达B点时,杆对球的拉力和重力的合力竖直向上提供向心力:
T-mg= mvB2/l       ②
由①②式解得T=3mg+2Eq 
点评:解决本题的关键知道电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加.以及会用动能定理求出小球在最低点的速度.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在场强为E的匀强电场中,一绝缘轻质细杆l可绕点O点在竖直平面内自由转动,另一端有一个带正电的小球,电荷量为q,质量为m,将细杆从水平位置A自由释放运动至最低点B处…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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