Question

如图，电容器同定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，右极板有一小孔，通过孔有一绝缘杆，左端固定在左极板上，电容器极板连同底座、绝缘杆总质景为M．给电容器充电后，有一质最为m的带正电环恰套在杆上以某一初速度V对准小孔向左运动，设带电环不影响电容器板间电场的分布．带电环进入电容器后距左板的最小距离为的d/3，则带电环与左极扳相距最近时的速度v=    ，过程中系统增加的电势能最大值为    ．

Answer 1

【答案】分析：选取带电环与电容器作为研究对象，根据动量守恒定律，即可求出带电环与左极扳相距最近时的速度大小；再由动能定理，可求出此过程中系统电势能的增加量．
解答：解：选取带电环与电容器作为研究对象，设相距最近时速度大小为v，
根据动量守恒定律，则有mv=（m+M）v
解得：v=
在运动过程中，根据动能定理，
则有：W=
电场力做负功，导致电势能增加，
则电势能的增加量，为△E=
故答案为：；．
点评：考查动量守恒定律与动能定理的应用，注意动量守恒定律的守恒条件与方向性，并掌握动能定理的功的正负．