问题
计算题
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
N/C、与水平方向成
=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
C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=＋1.0C，质量m=1.0
kg。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
，取g=10
）
（1）小球B开始运动时的加速度为多大？
（2）小球B的速度最大时，距M端的高度
为多大？
（3）小球B从N端运动到距M端的高度
=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？
答案
解：（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
解得
代入数据解得：a=3.2
（2）小球B速度最大时合力为零，即
解得
代入数据解得
=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
，电场力做功为
，库仑力做功为
，根据动能定理有
，
解得
设小球的电势能改变了
，则
＝8.4×10-2 J