[题目]如图所示.竖直固定放置的光滑绝缘杆上O点套有一个质量为m.带电量为-q的小环.在杆的左侧固定一个带电量为+Q的点电荷.杆上a.b两点与Q正好构成等边三角形.已知Oa之间距离为h1.ab之间距离为h2.静电常量为k.现使小环从图示位置的O点由静止释放.若通过a点的速率为.试求:(1)小环运动到a点时对杆的压力大小及方向,(2)小环通过b点的题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，竖直固定放置的光滑绝缘杆上O点套有一个质量为m、带电量为-q的小环。在杆的左侧固定一个带电量为+Q的点电荷，杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形。已知Oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，静电常量为k。现使小环从图示位置的O点由静止释放，若通过a点的速率为。试求：

（1）小环运动到a点时对杆的压力大小及方向；

（2）小环通过b点的速率。

【答案】（1），方向水平向左（2）

【解析】试题分析: （1）由库仑定律可得，小环运动到a点时所受库仑力为，方向由a指向Q。

设r为Q到a点的距离，依题意，所以。

杆对小环的支持力，方向水平向右。

由牛顿第三定律可知，小环对杆的压力大小，方向水平向左。

（2）小环从a运动到b的运动过程，根据动能定理

由于Qa=Qb，所以可得

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