Question

【题目】如图所示，在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板Ａ、Ｂ，其间存在着场强Ｅ＝200N/C的匀强电场，靠近正极板B处有一薄挡板S。一个带电小球，质量为m＝1×10－2kg、电量q＝－2×10－3Ｃ，开始时静止在Ｐ点，它与挡板Ｓ的距离为ｈ＝5cm，与A板距离为H＝45cm。静止释放后小球在电场力的作用下向左运动，与挡板Ｓ相碰后电量减少到碰前的Ｋ倍，Ｋ＝5/6，碰后小球的速度大小不变。

（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则电场中P点的电势Up为多少？小球在P点时的电势能p为多少？

（2）小球第一次与挡板S碰撞时的速度多大？第一次碰撞后小球能运动到离A板多远的地方？

（3）小球从P点出发第一次回到最右端的过程中电场力对小球做了多少功？

Answer 1

【答案】（1）0.02J （2）0.44m （3）0

【解析】试题分析：根据电势差与电场强度的关系求出SP之间的电势差，进而求出P点的电势，根据电势能的定义可求得改变了的电势能；设小球与挡板相碰后向右运动s，根据动能定理即可求解。

（1）根据场强公式可得SP间的电势差为： ，根据： ，因为，可得： 。

小球在P点时的电势能为： 。

（2）根据动能定理：

带入数据解得：

小球向右运动的过程电场力做功： ，解得：

第一次碰撞后小球能运动到离A板的距离为：

（3）小球向左运动的过程电场力做功：

小球向右运动的过程电场力做功：

所以小球从P点出发第一次回到最右端的过程中电场力对小球做的功为：W=W1+W2=0。