如图所示，在电场强度为E=1×104N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L=1m的绝缘细杆（质量不计）固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=5×10-6C带正电的小球，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转

Question

如图所示，在电场强度为E=1×10⁴N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L=1m的绝缘细杆（质量不计）固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=5×10^-6C带正电的小球，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动．现将杆从水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中，求：

（1）电场力对小球作功多少？小球的电势能如何变化？
（2）小球在最低点的动能为多少？

Answer 1

（1）电场力对小球做的功为：
W=qEL=5×10^-6×10⁴×1J=5×10^-2J；
静电力做正功，电势能减少．故小球的电势能减少了5×10^-2J；
（2）对小球从A到B运动的过程应用动能定理可得：
mgL+qEL=E_B-0，
解得：E_B=mgL+qEL=0.2×10×1+5×10^-6×10⁴×1=2.05J；
答：（1）电场力对小球作功为5×10^-2J；小球的电势能减少了5×10^-2J；（2）小球到达B点时的动能为2.05J