题目内容
如图所示，M，N是水平放置的一对正对平行金属板，其中M板中央有一小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场，AB是一根长为9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着10个完全相同的带电小球（小球直径略小于孔），每个小球带电荷量为q，质量为m，相邻小环间的距离为L，小球可视为质点，不考虑带电小球之间库仑力。现将最下端的小球置于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，在第二个小球进入电场到第三个小球进入电场前这一过程中，AB做匀速直线运动。已知MN两板间距大于细杆长度。试求：
（1）两板间电场场强度的大小；
（2）上述匀速运动过程中速度大小；
（3）若AB以初动能Ek0从O处开始向下运动，恰好能使第10个小球过O点，求Ek0的大小。
解：（1）杆匀速运动时，受力平衡：2Eq＝10mg （2分）
得E＝
（2分）
（2）杆从开始运动恰好匀速的过程中，根据动能定理：
10mgL－EqL＝
×10mv2 （3分）
杆匀速运动的速度大小v＝
（2分）
（3）10mg·9L－Eq（L＋2L＋…＋9L）＝0－Ek0 （3分）
得Ek0＝135 mgL （2分）
练习册系列答案
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