Question

【題目】虛線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝2×103 V/m，MN上方有一豎直長(zhǎng)為L＝0.5 m的輕質(zhì)絕緣桿，桿的上下兩端分別固定小球A、B（可看成質(zhì)點(diǎn)），質(zhì)量均為m＝0.01 kg，其中B球帶有電荷量－q2＝－5×10－5 C，B到MN的距離h＝0.05 m．現(xiàn)將桿由靜止釋放（g取10 m/s2），求：

（1）小球B在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，而A還未進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，兩小球的加速度大��；

（2）從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A剛要進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間．

Answer 1

【答案】（1）15 m/s2（2）0.3s

【解析】

（1）以A、B球以及桿做研究對(duì)象，由牛頓第二定律：

2ma＝2mg＋q2E

解得：

a＝15 m/s2.

（2）B未進(jìn)入電場(chǎng)前，系統(tǒng)做自由落體運(yùn)動(dòng)，時(shí)間記為t1

由解得

t1＝0.1 s

B球進(jìn)入電場(chǎng)瞬間的速度為

vB＝gt1＝1 m/s

B球進(jìn)入電場(chǎng)，至A球剛好進(jìn)入，這段時(shí)間為t2，

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式L＝vBt2＋at22，解得

t2＝0.2 s

從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，至A球剛好進(jìn)入的時(shí)間為

t＝t1＋t2＝0.3 s.