Question

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面上，質量為m的均勻絕緣棒AB長為L、帶有正電，電量為Q且均勻分布。在水平面上O點右側有勻強電場，場強大小為E，其方向為水平向左，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始運動。求：

（1）棒的B端進入電場L/8時的加速度大小和方向；

（2）棒在運動過程中的最大動能。

（3）棒的最大電勢能。（設O點處電勢為零）

Answer 1

【答案】（1），方向向右（2）

（3）x0=L， ；當x0<L；當x0>L，

【解析】試題分析：（1）根據牛頓第二定律，得解得，方向向右．

（2）設當棒進入電場x時，其動能達到最大，則此時棒受力平衡，有

解得

由動能定理得：

（3）棒減速到零時，棒可能全部進入電場，也可能不能全部進入電場，設恰能全部進入電場，

則有： ，

得 x0=L；

當x0＜L，棒不能全部進入電場，設進入電場x

根據動能定理得

解之得：

則

當x0＞L，棒能全部進入電場，設進入電場x

得：

則