Question

如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h＝0．8 m．有一质量为500 g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好通过C端的正下方P点．（g取10 m/s²）

求：（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；

（2）小环在直杆上匀速运动时速度的大小；

（3）小环运动到P点的动能．

Answer

（1）14．1 m/s2，垂直于杆斜向右下方 （2）2 m/s （3）5 J

【解析】试题分析：（1）小环在直杆上的受力情况如图所示．

由平衡条件得：①

即

离开直杆后，只受mg、Eq作用，则：②

方向与杆垂直斜向右下方．

（2）设小环在直杆上运动的速度为v0，离杆后经t秒到达P点，

则竖直方向：③

水平方向：④

解得：

（3）由动能定理得：⑤

可得：

考点：带电粒子在复合场中的运动。

【名师点睛】（1）根据小环在杆子上受力平衡，判断出电场力的方向，根据共点力平衡求出电场力的大小，从而得知离开杆子后所受的合力，根据牛顿第二定律求出加速度的大小和方向；

（2）根据动能定理求出小环从C运动到P过程中动能的增量。