11.在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电荷量为+2q,B球的带电荷量为-3q,组成一带电系统.如图6-3-28所示,虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线NQ与MP平行且相距为4L.最初A球和B球分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线NQ的距离为3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP、NQ间加上水平向右的匀强电场E后,求:

  (1)B球刚进入电场时,A球与B球组成的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所需的时间以及B球电势能的变化量.

图6-3-28

  解析:(1)带电系统刚开始运动时,设加速度为a1,由牛顿第二定律得:a1==

  球B刚进入电场时,带电系统的速度为v1,有v=2a1L求得v1=

  (2)对带电系统进行分析,假设球A能达到NQ,且A球到达NQ时电场力对系统做功为W1,有

  W1=2qE×3L+(-3qE×2L)=0,故带电系统速度第一次为零时,球A恰好到达NQ

  设球B从静止到刚进入电场的时间为t1,则t1=,解得:t1=

  球B进入电场后,带电系统的加速度为a2,由牛顿第二定律得:a2==-

  显然,B球进入电场后带电系统做匀减速运动.设减速所需时间为t2则有t2=,

  求得t2= .可知,带电系统从静止运动到速度第一次为零时所需的时间为:

  t=t1+t2=3 ,B球电势能增加了:Ep=E·3q·2L=6EqL

  答案:(1)  (2)  6EqL

 0  276115  276123  276129  276133  276139  276141  276145  276151  276153  276159  276165  276169  276171  276175  276181  276183  276189  276193  276195  276199  276201  276205  276207  276209  276210  276211  276213  276214  276215  276217  276219  276223  276225  276229  276231  276235  276241  276243  276249  276253  276255  276259  276265  276271  276273  276279  276283  276285  276291  276295  276301  276309  447090 

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