Question

如图所示,在场强为E的匀强电场中,一绝缘轻质细杆l可绕点O点在竖直平面内自由转动,另一端有一个带正电的小球，电荷量为q，质量为m ，将细杆从水平位置A自由释放运动至最低点B处的过程中:

(1)请说明电势能如何变化？变化了多少？
(2)求出小球在最低点时的动能？
(3)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力？

Answer 1

(1) qEl (2) mgl+Eql (3) T＝3mg+2Eq

试题分析：（1）小球从A位置至B位置的过程中
小球电势能的变化 则电势能减少了qEl
(2)从A到B过程中，由动能定理得：
mgl+Eql=mv_B²/2-0         ① 
则mv_B²/2= mgl+Eql
(3)当小球到达B点时，杆对球的拉力和重力的合力竖直向上提供向心力：
T-mg= mv_B²/l       ②
由①②式解得T＝3mg+2Eq 
点评：解决本题的关键知道电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．以及会用动能定理求出小球在最低点的速度．