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O点在竖直平面内*转动,A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*释放,则:(1)请说明小球由A到B的过程中电势能如何变化?(2)求出小球在最低点时的速率.(3)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力.

问题描述:

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O点在竖直平面内*转动,A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*释放,则:
作业帮
(1)请说明小球由A到B的过程中电势能如何变化?
(2)求出小球在最低点时的速率.
(3)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力.

(1)因为由A到B过程中电场力做正功,所以电势能减小(2)由动能定理得:mgl+qEl=12mv2-0   v=2(mg+qE)lm  故小球在最低点的速率v=2(mg+qE)lm(3)在最低点由牛顿第二定律得:T-mg=mv2lT=3...
答案解析:(1)根据电场力做功判断电势能的变化.
(2)小球运动到最低点的过程中,有重力、电场力做功,根据动能定理求出小球在最低点的速率.
(3)在最低点,小球受到重力和绝缘杆的拉力,两个力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出在最低点时绝缘杆对小球的作用力.
考试点:动能定理的应用;牛顿第二定律;电场强度;电势能.
知识点: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.