如图所示,在光滑水平地面上有一小车,车底板光滑且绝缘,车上左右两边分别竖直固定有金属板M,N,两板间的距离为L,M板接电源的正极,N板接电源的负极,两极板间的电场可视

◎ 题目

如图所示,在光滑水平地面上有一小车,车底板光滑且绝缘,车上左右两边分别竖直固定有金属板M,N,两板间的距离为L,M板接电源的正极,N板接电源的负极,两极板间的电场可视为匀强电场,一可视为质点的带正电小球,处在小车底板上靠近M板的位置并被锁定(球与M板不接触)。小球与小车以速度v共同向右运动。已知小球带电量为q,质量为m,车、金属板和电源的总质量为3m。某时刻突然解除对小球的锁定,小球在电场力的作用下相对小车向右运动,当小球刚要与小车的N板接触时,小车的速度恰好为零。求:
(1)两极板间匀强电场的场强E的大小;
(2)从解除锁定到小球第一次运动到小车的N板时,系统电势能的变化量。

◎ 答案

解:(1)设小球和小车的加速度分别为a1和a2,由牛顿第二定律

设从解除锁定到小球刚要与小车的N板接触所经历时间为t,由题意得
v0=a2t
小球的位移
小车的位移
又s1-s2=L
联立解得
(2)由功能关系得

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在光滑水平地面上有一小车,车底板光滑且绝缘,车上左右两边分别竖直固定有金属板M,N,两板间的距离为L,M板接电源的正极,N板接电源的负极,两极板间的电场可视…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】,【功能关系】  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。

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