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电场强度的定义式
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如图所示，两块相同的金属板M和N正对并水平放置，它们的正中央分别有小孔O和O′，两板间距离为2L，两板间存在竖直向上的匀强电场．AB是一长3L的轻质绝缘细杆，杆上等间距地固定
网友投稿 2022-11-28 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，两块相同的金属板M和N正对并水平放置，它们的正中央分别有小孔O和O′，两板间距离为2L，两板间存在竖直向上的匀强电场．AB是一长3L的轻质绝缘细杆，杆上等间距地固定着四个完全相同的带电小球（1、2、3、4），每个小球的电荷量为q、质量为m，相邻小球间的距离为L．第一个小球置于孔O处，将AB由静止释放，观察发现，从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这一过程中AB杆一直做匀速直线运动，且杆保持竖直．求：
（1）两板间电场强度E；
（2）第4个小球刚要离开电场时杆的速度；
（3）从第2个小球刚进入电场开始计时，到第4个小球刚要离开电场所用的时间．
◎ 答案
（1）从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这一过程中AB杆一直做匀速直线运动，受力平衡，则有：
2qE=4mg，
E=
2mg
q
，
（2）从静止开始到第4个小球刚要离开电场得过程中运用动能定理得：
4mg×5L-4qE×2L=
1
2
×4mv
2
解得：v=
2gL
，
（3）设杆匀速运动时速度为v
1
，对第1个小球刚进入电场到第3个小球刚要进入电场这个过程，应用动能定理得：
4mg×2L-qE（L+2L）=
1
2
×4mv
1
2
解得：v
1
=
gL
第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这段时间，整个杆做匀速直线运动，设运动时间为t
1
，则：
t
1
=
3L
v
1
=
3
gL
g
第3个小球离开电场后，只有第4个小球在电场中，杆做匀加速直线运动，设运动时间为t
2
，则：
t
2
=
L
v
1
+v
2
=
2(
2
-1)
gL
g
所以总时间为：t=t
1
+t
2
=
(2
2
+1)
gL
g
答：（1）两板间电场强度E为
2mg
q
；
（2）第4个小球刚要离开电场时杆的速度为
2gl
；
（3）从第2个小球刚进入电场开始计时，到第4个小球刚要离开电场所用的时间为
(2
2
+1)
gL
g
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，两块相同的金属板M和N正对并水平放置，它们的正中央分别有小孔O和O′，两板间距离为2L，两板间存在竖直向上的匀强电场．AB是一长3L的轻质绝缘细杆，杆上等间距地固定…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【动能定理】，【电场强度的定义式】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/396122.html
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