Question

【题目】如图所示，一光滑绝缘细直杆MN，长为L，水平固定在匀强电场中，电场强度大小为E，方向与竖直方向夹角为θ.杆的M端固定一个带负电小球A，电荷量大小为Q；另一带负电的小球B穿在杆上，可自由滑动，电荷量大小为q，质量为m，现将小球B从杆的N端由静止释放，小球B开始向右端运动，已知k为静电力常量，g为重力加速度，求：

(1)小球B对细杆的压力的大小；

(2)小球B开始运动时加速度的大小；

(3)小球B速度最大时，离M端的距离．

Answer 1

【答案】（1）qEcos θ＋mg（2）（3）

【解析】

(1)小球B在垂直于杆的方向上合力为零，则有FN＝qEcos θ＋mg

由牛顿第三定律知小球B对细杆的压力FN′＝FN＝qEcos θ＋mg

(2)在水平方向上，小球所受合力向右，由牛顿第二定律得：

qEsin θ－＝ma

解得：

(3)当小球B的速度最大时，加速度为零，有：

qEsin θ＝

解得：