题目内容

(2007?广东)如图所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L.槽内有两个质量均为m的小球A和B,球A带电量为+2q,球B带电量为-3q,两球由长为2L的轻杆相连,组成一带电系统.最初A和B分别静止于左板的两侧,离板的距离均为L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场的分布),求:
(1)球B刚进入电场时,带电系统的速度大小.
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零时球A相对右板的位置.
分析:(1)A球受到向右的电场力作用,带电系统向右做匀加速直线运动,电场力做正功,由动能定理求出球B刚进入电场时,带电系统的速度大小.
(2)假设带电系统的速度为0时,假设A球仍在电场中,由动能定理求出B球在电场中的位移为x,根据计算结果分析A、B的位置.若球A、B分别在右极板两侧时,由动能定理求出A球达到右极板时的速度,再由动能定理求解A出电场后带电系统的速度为0时,A向右移动的位移.
解答:解:(1)设球B刚进入电场时,带电系统的速度为v1,由动能定理有:2qE?l=
1
2
2m
v
2
1

解得:v1=
2qEL
m

(2)设带电系统的速度为0时,假设A球仍在电场中,并设B球在电场中的位移为x,
由动能定理有    
1
2
2m
v
2
1
-qE?x=0

解得  x=2l>1.5l
所以带电系统速度第一次为零时,球A、B应分别在右极板两侧.
设A球达到右极板时速度为v,
则:2qE×2.5l-3qE×1.5l=
1
2
2mv22

解得:v2=
qEL
2m

接下来,只有B球受到电场力,设带电系统的速度为0时,A球相对右极板的位移为x.
由动能定理有:3qEx=
1
2
2mv2

解得:x=
L
6

答:
(1)球B刚进入电场时,带电系统的速度大小为
2qEL
m
.
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零时球A相对右板的位置距离为
L
6
.
点评:本题关键要运用动能定理,通过计算分析两球的运动过程,考查分析小球运动情况和把握解题规律的能力.
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