问题
问答题
（12分）如图，质量分别为m和2.5m的两个小球A、B固定在弯成
角的绝缘轻杆两端，OA和OB的长度均为l，可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动，空气阻力不计。设A球带正电，B球带负电，电量均为q，处在竖直向下的匀强电场中，场强大小为
. 开始时，杆OA水平，由静止释放。求：
（1）当OA杆从水平转到竖直位置的过程中重力做的功和系统电势能的变化量；
（2）当OA杆与竖直方向夹角为多少时A球具有最大速度？
答案
（1）重力做功为-1.5mg l，电势能减少了2qEl。
（2）37°
（1）WG=mgl-2.5mg l=-1.5mg l （3分）
We=qEl+ qEl= 2qEl，电势能减少了2qEl （3分）
（2）力矩平衡时，球的速度最大
（mg+qE）lsinθ=（2.5mg-qE）lcosθ （3分）
tanθ=3/4，θ=arctan（3/4）="37° " （3分）