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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点在竖直平面内自由转动,A端有一个带正电的小球,电荷量为q,质量为m.将细杆从水平位置自由释放,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.
人气:489 ℃ 时间:2019-08-19 16:25:56
解答
(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=
1
2
m
v
2
-0
v=
2(mg+qE)l
m
故小球在最低点的速率
v=
2(mg+qE)l
m
(3)在最低点由牛顿第二定律得:
T-mg=m
v
2
l
T=3mg+2Eq
故最低点绝缘杆对小球的作用力T=3mg+2Eq.
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如图所示,在匀强电场中,一绝缘轻质细杆l可绕O点在竖直平面内自由转动,A端有一带正电的小球,电荷为q,质量为m.将细杆从水平位置自由释放,请说出电势能的变化情况,并求出小球在最低点时绝缘杆对小球的作用力.
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