Question

MN为水平放置的金属板，板中央有一个小孔O，板下存在竖直向上的匀强电场，电场强度为E，AB是一根长为l，质量为m的均匀带正电的绝缘细杆。现将杆下端置于O处，然后将杆由静止释放，杆运动过程中始终保持竖直。当杆下落时速度达到最大（可忽略电场对细杆上电荷分布产生的影响）。
⑴求细杆的带电量；
⑵求杆下落的最大速度；
⑶若杆没有全部进入电场时速度已减小为零，求此时杆下落的位移。

Answer 1

解答： ⑴由题意得下落时a=0，由力的平衡条件得，所以 ----------------（2分）⑵下落时，速度最大，由动能定理得 解得最大速度。 ----------------（3分）⑶设下落h时，速度为零，由动能定理得 解得杆下落的位移。 ----------------（3分） 思路点拔：细杆不是点电荷，但细杆上的电荷在电场中可看作是整体运动，移动的平均位移大小只有。这样处理问题就迎刃而解了，类似于2004年上海高考题中带电粒子在立方盒里的整体运动问题。