Question

如图所示，两块平行金属板A、B，带有等量异种电荷，竖直固定在表面光滑的绝缘小车上，小车的总质量是M，整个装置静止在光滑的水平面上。一质量为m、电荷量是q的小球，在小车表面上以初速度v₀沿垂直金属板的方向从B板底部的小孔射入两板之间，且恰好不与A板相碰。求两板间的电势差为多少。

Answer 1

解析：令小球带正电，则B板带负电，A板带正电，当小球从小孔进入两板之间时，小球在电场力的作用下做减速运动，小车在电场力的作用下做加速运动。由于小球恰好不与A板相碰，表明小球靠近A板时，与小车达到共同速度v，把小球与小车当作系统，系统所受的外力之和为零，系统的总动量守恒。据动量守恒定律，得mv₀=(m+M)v             ①

据能量守恒得=(m+M)v²+qU                                            ②

由①②解得U=。