Question

【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，设电容器外围电场强度为0），弹丸最远可到达距右板为x的P点，求：

(1)弹丸在电容器中受到的电场力的大小；

(2)x的值；

(3)电容器获得的最大速度．

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）电容极板电压 ①

极板问场强…②

则 ③

（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

对系统，由动能定理得： …⑤，

解得 …⑥

（3）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： …⑦

在整个过程中由能量守恒，即…⑧

由⑨、⑩两式解得