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如圖所示,在場強為E的勻強電場中,一絕緣輕質細桿l可繞點O點在豎直平面內自由轉動,另一端有一個帶正電的小球，電荷量為q，質量為m ，將細桿從水平位置A自由釋放運動至最低點B處的過程中:

(1)請說明電勢能如何變化？變化了多少？

(2)求出小球在最低點時的動能？

(3)求在最低點時絕緣桿對小球的作用力？

 

【答案】

(1) qEl (2) mgl+Eql (3) T＝3mg+2Eq

【解析】

試題分析：（1）小球從A位置至B位置的過程中

小球電勢能的變化 則電勢能減少了qEl

(2)從A到B過程中，由動能定理得：

mgl+Eql=mvB2/2-0         ① 

則mvB2/2= mgl+Eql

(3)當小球到達B點時，桿對球的拉力和重力的合力豎直向上提供向心力：

T-mg= mvB2/l       ②

由①②式解得T＝3mg+2Eq 

考點：考查了電荷在電場中的運動

點評：解決本題的關鍵知道電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功，電勢能增加．以及會用動能定理求出小球在最低點的速度．

 

練習冊系列答案
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mg+qE+k
2 q2
L2
mg+qE+k
2 q2
L2
；
兩電荷中點處的電場強度的大小為
E+k
4 q
L2
E+k
4 q
L2
．

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