Question

【题目】如图所示，M、N是水平放置的一对金属板，其中M板中央有一个小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场.AB是一长9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着10个完全相同的带正电小球，每个小球的电荷量为q、质量为m，相邻小球距离为L.现将最下端小球置于O处，然后将AB由静止释放，AB在运动过程中始终保持竖直.经观察发现，在第4个小球进入电场到第5个小球进入电场这一过程中AB做匀速运动。求：

（1）两板间电场强度E；

（2）上述匀速运动过程中速度v的大小.

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

(1)第4个小球进入电场后杆与小球受力平衡，写出公式即可；

(2)第4个小球进入电场之前，重力做功与电场力做功的和等于系统动能的增加，写出动能定理的公式即可求得结果。

(1) 第4个小球进入电场后杆与小球受力平衡，得：10mg-4Eq=0，

解得：；

(2) 第4个小球进入电场之前，重力做功与电场力做功的和等于系统动能的增加：

代入数据解得：。