Question

如图所示，在光滑水平面上，有一轻杆处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E，长为l，杆的两端固定小球A、B，A带正电q，质量为m，B带负电，电量为-q，质量为2m，杆可绕中点O无摩擦转动，现轻杆和小球在图示位置平衡，则系统具有的电势能为

 

．若系统受到轻微扰动开始转动，则杆转过180°时，小球A的速度v_A为

 

．

Answer 1

分析：根据电场力做功来确定电势能的大小，因此可由电场力做功等于电势能的变化；电场力做功导致电势能减小，动能增加，从而求出小球的速度大小．

解答：解：电场力做功W=qU=qEl，所以电势能变化为qEl，则系统具有的电势能为qEl，
杆转过180°时，两球的速度大小相等，根据动能定理可知：
则两带电小球受到的电场力做功为2qEl=

1

2

m

v

2 A

+

1

2

?2m

v

2 B

，
解得：vA=2

qEl 3m

故答案为：qEl，2

qEl 3m

点评：考查电场力做功与电势能的变化关系，掌握动能定理的应用，注意两球的速度大小相等．