如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置.在管子的底部固定一电荷量为Q(Q>0)的带电体.在距离底部点电荷为h2的管口A处,有一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球自静止释放,在
◎ 题目
如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置.在管子的底部固定一电荷量为Q(Q>0)的带电体.在距离底部点电荷为h2的管口A处,有一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球自静止释放,在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零.现让一个电荷量为q、质量为2m的小球仍在A处自静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为g,则该小球( )
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◎ 答案
A、质量为m点电荷A,从静止释放后开始下落,库仑力越来越大,所以点电荷先加速后减速.则加速度先减小后增大.当到达B点时,点电荷A停止.由动能定理可得:mg(h2-h1)-W库=0-0 W库=mg(h2-h1) 而当换成质量2m点电荷A′时,仍从原来位置静止释放,则点电荷先加速后减速.则加速度先减小后增大. 设停止的位置为B′,则由动能定理可得:2mg(h2-h1′)-W库=0-0 所以h2-h1′=
B、而当换成质量2m点电荷A′时,仍从原来位置静止释放,则点电荷先加速后减速.则加速度大小先减小后增大.故B正确; C、速度最大位置,就是加速度为零的位置.即库仑力与重力相等的位置. 当质量为m 时,设平衡位置距点电荷B的距离为h0 则有:k
而当质量为2m时,设平衡位置距底部点电荷的距离为h0′则有:k
所以h0′=
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