问题 计算题

如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面有一定高度.有一质量为,电荷量为的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑,小环离开杆后正好通过C端的正下方P点.(g取10 m/s2)求:  

  

(1)求匀强电场的电场强度大小;

(2)小环运动到P点的动能.

答案

(1)(2)5 J

题目分析:(1)小环在直杆上的受力情况如图所示.

由平衡条件得:mgsin45°=Eqcos45°,

得mg=Eq,

(2)设小环在直杆上运动的速度为v0,离杆后经t秒到达P点,则竖直方向:h=v0sin45°·t+gt2

水平方向:v0cos45°·t-t2=0  

由动能定理得:EkPmv02=mgh

可得:EkPmv02+mgh=5 J.

点评:关键是对小球受力分析,判断电场强度,动能定理在解决多过程问题时,比较方便,关键是对各个过程中,各个力做功情况以及始末状态理解

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