如图所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L.槽内有两个质量均为m的小球A和B,A球带电量为+q,B球带电量为-3q,两球由长为2L的轻
◎ 题目
如图所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L.槽内有两个质量均为m的小球A和B,A球带电量为+q,B球带电量为-3q,两球由长为2L的轻杆相连,组成一带电系统.最初A和B分别静止于左板的两侧,离板的距离均为L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,现在两板之间加上与槽平行场强为E的向右的匀强电场后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场的分布),带电系统开始运动.试求: (1)从开始运动到B球刚进入电场时,带电系统电势能的增量△ε; (2)以右板电势为零,带电系统从运动到速度第一次为零时A球所在位置的电势UA为多大; (3)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间. |
◎ 答案
(1)设球B刚进入电场时,电场力做功使带电系统电势能减少△ε=-EqL (2)设B进入电场后带电系统又运动了s速度变为零, 由动能定理得 EqL+Eqs-3Eqs=0 解得 s=
以右板电势为零,速度第一次为零的位置电势大于零,所以带电系统速度第一次为零时,球A所在位置的电势为UA=EL (3)设A球运动了L时速度为v1,由动能定理得 qEL=
解得,v1=
由L=
A球运动s时加速度为a2,a2=-
由0=v1+a2t2,得t2=
所以带电系统速度第一次为零所需的时间为t总=t1+t2=3
答: (1)从开始运动到B球刚进入电场时,带电系统电势能的增量△ε为-EqL. (2)以右板电势为零,带电系统从运动到速度第一次为零时A球所在位置的电势UA为EL; (3)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间3
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上一篇:在光滑绝缘的水平面上,长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B,A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q(可视为质点,也不考虑两者间相互作用的库仑力)
下一篇:如图所示,A、B两点在同一条电场线上,一点电荷在A点的电势能为0.80×10-8J,在B点的电势能为1.2×10-8J.则()A.该电荷为正电荷B.该电荷为负电荷C.A点电势比B点电势高D.把该点
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