如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量

◎ 题目

如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中(不计弹丸重力,设电容器周围电场强度为0),弹丸最远可到达距右板为x的P点,求:
小题1:弹丸在电容器中受到的电场力的大小;
小题2:x的值;
小题3:当弹丸到达P点时,电容器电容已移动的距离s;
小题4:电容器获得的最大速度。

◎ 答案


小题1:
小题2:
小题3:
小题4:

◎ 解析


小题1:电容极板电压 …………①
极板问场强   …………②   则  …………③
小题2:弹丸到达P点时两者有共同速度,设为v,由动量守恒有:
  …………④
对弹丸,由动能定理得: …………⑤,
解得  …………⑥
小题3:对电容器,由动能定理得:…………⑦
解得   …………⑧
小题4:弹丸最终返回从右板小孔飞出,此时电容器速度最大,设电容器速度为v1、弹丸速度为v2。则由动量守恒有: …………⑨
在整个过程中由能量守恒,即 …………⑩
由⑨、⑩两式解得   …………11

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  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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