题目内容

在光滑绝缘的水平面上,用长为2 L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球ABA球的带电量为+2qB球的带电量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MPAB两球连线的垂直平分线,虚线NQMP平行且相距5 L.最初AB分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线NQ的距离为4 L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MPNQ间加上水平向右的匀强电场E后,求:

(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;

(2)带电系统向右运动的最大距离;

(3)带电系统从开始运动到速度第一次为零时,B球电势能的变化量.

答案:
解析:

  (1)B球刚进入电场时,系统的速度为v1

  对AB系统应用动能定理 2qEL2mv12 (2)

  则v1 (1)

  (2)A球向右运动s时,系统速度为零

  由动能定理A球电场力做功等于B球克服电场力做功

  则2qE×s3qE×(sL) (2)

  则s3 L (2)

  (3)B球进入电场距离为2 LB球克服电场力做功WB6qEL (2)

  则B球电势能增加了6qEL (1)

  (注其它解法正确均给分)


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