题目内容


如图所示,相距为d的平行金属板A、B竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q(q>0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压UAB=,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为

-q,并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ,若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则

(1)小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少?

(2)小物块碰撞后停在何位置?

(3)若小物块与A板碰后向右运动过程中,电量由-q随离A板距离均匀减小,且恰好回到出发位置,则静止时小物体的所带电荷量的大小为多少?


解:(1)加电压后,B极板电势高于A板,小物块在电场力作用与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运动。电场强度为    (1分)

小物块所受的电场力与摩擦力方向相反,则合外力为  (1分)

故小物块运动的加速度为  (1分)

设小物块与A板相碰时的速度为v1,由  (1分)

解得                              (1分)

解二:  (1分)  (qE -μmg)L=1/2 mv12     (2分) (2分)

(2)小物块与A板相碰后以v1大小相等的速度反弹,因为电荷量及电性改变,电场力大小与方向发生变化,摩擦力的方向发生改变,小物块所受的合外力大小 为

                          (1分)

加速度大小为               (1分)

设小物块碰后停止时距离为,注意到末速度为零,有 (1分)

则                         (1分)

解二: (2分) x=2l(2分)

(3)设返回时的平均电量为q′,对全过程由动能定律得:

            qEl – 2mgμl + q′El =0      (3分)

              q′=       (1分)

               联立以上两式:qt=q/6   (1分)


练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网