Question

如圖所示，一根光滑絕緣細(xì)桿與水平面成的角傾斜固定。細(xì)桿的一部分處在場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)E=2×10⁴N／C。在細(xì)桿上套有一個(gè)帶電量為q=－1.73×10⁵C、質(zhì)量為m=3×10^-2kg的小球。現(xiàn)使小球從細(xì)桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下，并從B點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，小球在電場(chǎng)中滑至最遠(yuǎn)處的C點(diǎn)。已知AB間距離，g=10m/s²。求：

  （1）帶電小球在B點(diǎn)的速度v_B；

  （2）帶電小球進(jìn)入電場(chǎng)后滑行最大距離x₂；

  （3）帶電小球從A點(diǎn)滑至C點(diǎn)的時(shí)間是多少?

 

Answer 1

（1）    

    （2）  

   （3）

解析:（1）小球在AB段滑動(dòng)過程中，由機(jī)械能守恒

（4分）

可得     （2分）

    （2）小球進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后，在電場(chǎng)力和重力的作用下，由牛頓定律可得加速度a₂

（2分）

小球進(jìn)入電場(chǎng)后還能滑行到最遠(yuǎn)處C點(diǎn)，BC的距離為

     （4分）

   （3）小球從A到B和從B到C的兩段位移中的平均速度分別為

        

小球從A到C的平均速度為（2分）

  （2分）  可得（2分）