题目内容
如图所示,一带电平行板电容器水平放置,金属板M上开有一小孔.有A、B、C三个质量均为m、电荷量均为+q的带电小球(可视为质点),其间用长为L的绝缘轻杆相连,处于竖直状态.已知M、N两板间距为3L,现使A小球恰好位于小孔中,由静止释放并让三个带电小球保持竖直下落,当A球到达N极板时速度刚好为零,求:
(1)三个小球从静止开始运动到A球刚好到达N板的过程中,重力势能的减少量;
(2)两极板间的电压;
(3)小球在运动过程中的最大速率.
答案:
解析:
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(1)(4分)设三个球重力势能减少量为△Ep △Ep=9mgL (4分) (2)(6分)设两极板电压为U,由动能定理 W重-W电=△Ek (2分) 3mg·3L- U= (3)(10分)当小球受到的重力与电场力相等时,小球的速度最大vm 3mg= n=2 (2分) 小球达到最大速度的位置是B球进入电场时的位置 由动能定理 3mg·L- vm= |
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