...如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有...
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发布时间：2024-01-31 21:01
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时间：2024-07-24 00:23
试题分析：⑴当棒的B端进入电场L/8时，对绝缘棒受重力mg、水平面的支持力N、水平向右的恒力QE/4和水平向左的电场力qE作用，根据牛顿第二定律有：QE/4－qE＝ma ①
由于棒绝缘，且电荷分布均匀，所以有：q＝ × ②
由①②式联立解得：a＝ ，方向水平向右
⑵开始时，棒在水平向右恒力作用下向右做匀加速直线运动，棒开始进入电场时，受到了水平向左的电场力作用，且电场力的大小随棒进入电场中长度的增大而增大，将先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到0时，棒的速度达到最大，即动能最大，设此时棒进入电场中的长度为x，有： ＝ ③
根据动能定理有： (x 0 ＋x)－ ＝E km －0 ④
由③④式联立解得：E km ＝ ＋
⑶随着棒进入电场中长度的继续增大，棒将要做减速运动，当棒速度减为0时，棒的电势能最大
若x 0 ＝L，棒恰好全部进入电场，根据动能定理有： (x 0 ＋L)－ ＝0－0
棒的电势能为：E pm ＝ ＝
若x 0 ＜L，棒一部分进入电场，设进入的长度为l，根据动能定理有： (x 0 ＋l)－ ＝0－0
解得：l＝ ，棒的电势能为：E pm ＝ ＝ ＋ ＋
若x 0 ＞L，棒全部进入电场，且A端离O点距离为l，有： (x 0 ＋l)－ －QE(l－L)＝0－0
解得：l＝ ，棒的电势能为：E pm ＝ ＋QE(l－L)＝
