如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/05 02:08:08
如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆
如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg.现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动.(静电力常量k=9.0 ×109N·m2/C2.取g=10m/s2)
小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为v=1.0m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少?
如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆
.(1) 代入数据得:a=3.2m/s2
(2) B速度最大时合力为零,即 得h1=0.9m
(3)小球B从开始运动到速度为v的过程中,设重力做功为W1,电场力做功为W2,库仑力做功为W3,根据动能定理有 W2=-qE(L-h2)sinθ ΔEP=-(W2+W3) =8.4×10-2J
(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动,由牛顿第二定律得
①
解得 ②
代入数据解得:a=3.2m/s2 ③
(2)小球B速度最大时合力为零,即
④
解得 ⑤
代入数据解得h1=0.9m ...
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(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动,由牛顿第二定律得
①
解得 ②
代入数据解得:a=3.2m/s2 ③
(2)小球B速度最大时合力为零,即
④
解得 ⑤
代入数据解得h1=0.9m ⑥
(3)小球B从开始运动到速度为v的过程中,设重力做功为W1,电场力做功为W2,库仑力做功为W3,根据动能定理有
⑦
W1=mg(L-h2) ⑧
W2=-qE(L-h2)sinθ ⑨
解得 ⑩
设小球的电势能改变了ΔEP,则
ΔEP=-(W2+W3)
ΔEP=8.4×10-2 J
收起
先对B受力分析(3个力),(1) 代入数据得:a=3.2m/s2
(2) B速度最大时合力为零,即 得h1=0.9m
(3)小球B从开始运动到速度为v的过程中,设重力做功为W1,电场力做功为W2,库仑力做功为W3,根据动能定理有 W2=-qE(L-h2)sinθ ΔEP=-(W2+W3) =8.4×10-2J