试题与答案

如图所示,有一倾角为的光滑绝缘细杆,其长度为L,在细杆底端固定一带正电小球B。现

题型:问答题

题目:

如图所示,有一倾角为的光滑绝缘细杆,其长度为L,在细杆底端固定一带正电小球B。现将一质量为m,电荷量为q的带正电小球A套在细杆上,从最高点由静止释放,小球在到达细杆中点C时达到最大速度Vm。若重力加速度为g,静电力常量为k。求:

(1)小球B所带电荷量为多大?

(2)小球A在最高点的加速度为多少?

(3)从A到C的过程中库仑力做的功是多少?

答案:

(1)(2)a=g sinq(3)W=mVm2-mgLsinq

(1)因为小球在C点达到最大速度

所以小球在C处所受合力为零,设B带电量为QB

即F=mg·sinq ① ……………………(1分)

由库仑定律得F=k ②……………………(1分)

由①②得:QB=……………………(2分)

(2)在最高点对小球作受力分析,由牛顿第二定律得:

F=mgsinq-F'="ma" ③……………………(1分)

F'=k=mgsinq④ ……………………(1分)

由③④得:a=g sinq…………………………(2分)

(3)从A到C由动能定理得:

mg··sinq+W=mVm2-0

\W=mVm2-mgLsinq……………………(6分)

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