Question

（10分）如圖所示，在水平方向的勻強電場中固定一表面光滑、與水平面成45º角的絕緣直桿AB，其B端距地面高度h。有一質量為m、帶負電、電荷量為q的小環套在直桿上，正以v₀的速度沿桿勻速下滑，小環離開桿后落在與B端正下方P點相距l的Q點，重力加速度g，求：

（1）電場強度E的大小；
（2）小環離開直桿后運動的加速度大小和方向；
（3）小環運動到Q點時的速度大小。

Answer 1

（1）（2） 垂直斜向右下方（3）

解析試題分析：（1）對小環進行受力分析，由于小環沿桿勻速下滑，則：
        （2分）
解得：          （1分）
（2）小環離開桿之后，受重力和電場力作用，這二力的合力為：
        （1分）
由牛頓第二定律得：         （1分）
聯立解得：          （1分）
方向與直桿垂直斜向右下方          （1分）
（3）對小環由B到Q的過程，由動能定理得：
          （2分）
解得：           （1分）
考點：本題考查牛頓第二定律和動能定理的應用。