Question

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面上，質(zhì)量為m的均勻絕緣棒AB長(zhǎng)為L、帶有正電，電量為Q且均勻分布。在水平面上O點(diǎn)右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，其方向?yàn)樗�平向左�?/span>BO距離為x0，若棒在水平向右的大小為QE/4的恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。求：

（1）棒的B端進(jìn)入電場(chǎng)L/8時(shí)的加速度大小和方向；

（2）棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能。

（3）棒的最大電勢(shì)能。（設(shè)O點(diǎn)處電勢(shì)為零）

Answer 1

【答案】（1），方向向右（2）

（3）x0=L， ；當(dāng)x0<L；當(dāng)x0>L，

【解析】試題分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律，得解得，方向向右．

（2）設(shè)當(dāng)棒進(jìn)入電場(chǎng)x時(shí)，其動(dòng)能達(dá)到最大，則此時(shí)棒受力平衡，有

解得

由動(dòng)能定理得：

（3）棒減速到零時(shí)，棒可能全部進(jìn)入電場(chǎng)，也可能不能全部進(jìn)入電場(chǎng)，設(shè)恰能全部進(jìn)入電場(chǎng)，

則有： ，

得 x0=L；

當(dāng)x0＜L，棒不能全部進(jìn)入電場(chǎng)，設(shè)進(jìn)入電場(chǎng)x

根據(jù)動(dòng)能定理得

解之得：

則

當(dāng)x0＞L，棒能全部進(jìn)入電場(chǎng)，設(shè)進(jìn)入電場(chǎng)x

得：

則