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如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置静止固定在水平面上．两平行
网友投稿 2022-11-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置静止固定在水平面上．两平行金属板A、B接上电压为150KV的稳压电源，两金属板间距为d=0.1m．现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×10
-5
C，质量为m=0.01kg，长度为l=0.04m的绝缘橡胶棒以v
0
=10
3
m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中，设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响．问：
（1）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
（2）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度．
（3）橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能．
◎ 答案
（1）金属板间的电场强度为E=
U
d
=
150×1
0
3
0.1
V/m
=1.5×10
6
V/m
由牛顿第二定律得：a=
qE
m
=
5×1
0
-5
×1.5×1
0
6
0.01
m/
s
2
=7.5×1
0
3
m/
s
2
（2）设带电橡胶棒刚好全部进入“U”形框架时，则由动能定理：
-
qE
2
L
=
1
2
m
v
2
-
1
2
m
v
20
解得：v=
v
20
-
qEL
m
=
(10
3
)
2
-7.5×1
0
3
×0.04
m/s=0m/s
（3）增加电势能的最大值等于动能减小的最大值：
△E
p
=△E
k
=
1
2
m
v
20
=
1
2
×0.01×300J=1.5J
答：
（1）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度为7.5×10
3
m/s
2
．
（2）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度是0．
（3）橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能是1.5J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置静止固定在水平面上．两平行…”主要考查了你对 【动能定理】，【功能关系】，【电势能】 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/202211/400456.html
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