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如图1-3-21所示,足够长的绝缘细杆位于竖直平面内,杆与水平方向成30°角倾斜放置,质量为m、带电荷量为-q的小环套在绝缘杆上,环可沿杆无摩擦滑动.当环从A点无初速地释放后,运动距离为L时到达B点,且恰好进入水平向右的匀强电场中,再运动距离L后到达C点且开始向上滑行.求:

1-3-21

(1)匀强电场的场强E;

(2)小环往复运动的周期.

解:(1)依题意知:带电小环在A点和C点的速度均为零,由A点到C点过程中重力对其做正功,电场力对其做负功.根据动能定理mg2Lsin30°-EqLcos30°=0

得:E=.

(2)带电小环在A点速度大小和C点速度大小相等,而AB段和BC段位移大小相等,根据运动学公式可推理知,带点小环在AB段和BC段做匀变速直线运动的加速度大小相等.

即a=gsin30°

vB2=2Lgsin30°

因此粒子在AB段和BC段中的运动时间为:tAB=tBC=粒子运动周期为:T=4tAB=8.

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图1-3-21

A.EA>EB>EC                                B.EB>EA>EC

C.EC> EA>EB                              D.EA>EC>EB

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