物理问题求解答

Question

一根长 L = 1.5m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为 E ==1.0 ×105N / C 、与水平方向成θ＝300角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球 A ，电荷量Q＝+4.5×10－6C；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝+1.0 ×10一6 C，质量m＝1.0×10一2 kg 。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量k＝9.0×10 9N·m2／C2，取 g =l0m / s2)

3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时，速度为 =1.0m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少?
解答是：球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为W1，电场力做功为W2，库仑力做功为W3，根据动能定理有：W1+W2+W3=1/2mv2
W1=mg（L-h2）W2=-qE（L-h2）sinθ解得：W3= 1/2mv2-mg（L-h2）+qE（L-h2）sinθ
从功能角度来说，电势能的改变量的大小就等于电场力做的功．电场力做负功，电势能增大．动能的改变量就等于总功．设小球B的电势能改变了△Ep，则：△Ep=-（W2+W3）△Ep=mg（L-h2）-1/2mv2
解得：△Ep=8.4×10-2J

但是，倒过来算W3也就是库仑力做得功，如果根据△Ep=8.4×10-2J倒算W2和根据电势差U（势能）=K*Q1*Q2/R，功是两次势能差。 两种算出来的值有较小的区别，为什么会有区别呢？

Answer 1

根据大学的知识，不需要知道速度，就可以求出电势能的变化量。
但是，在高中阶段，必须用动能定理来求变力功。
这就出现了一个问题，在大学阶段，速度这个物理量是非必要的，或者说，题目不给，也可以用电势能反推出来，反推出的速度和题目给的速度恐怕就有差距了——问题所在，题设数据不准确。追问

谢谢！！！！

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