如圖所示,A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板,相距為2L,分別帶有等量的負(fù)、正電荷,在兩板間形成電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)A板上有一小孔(它的存在對(duì)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)分布的影響可忽略不計(jì)),孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處.孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道,軌道上距A板L處有一固定檔板,長為L的輕彈簧左端固定在擋板上,右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q.撤去外力釋放帶電小粒,它將在電場(chǎng)力作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng),穿過小孔后(不與金屬板A接觸)與薄板Q一起壓縮彈簧,由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì),可認(rèn)為小球與Q接觸過程中不損失機(jī)械能.小球從接觸Q開始,經(jīng)歷時(shí)間To第一次把彈簧壓縮至最短,然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺,使得小球每次離開Q瞬間,小球的電荷量都損失一部分,而變成剛與Q接觸時(shí)小球電荷量的求:
(l)小球第一次接觸Q時(shí)的速度大小,
(2)假設(shè)小球第n次彈回兩板間后向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處沒有到達(dá)B板,試導(dǎo)出小球從第n次接觸Q,到本次向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處的時(shí)間Tn的表達(dá)式,
(3)若k=2,且小孔右側(cè)的軌道粗糙與帶電小球間的滑動(dòng)摩擦力為f=qE/4,試求帶電小球最終停止的位置距P點(diǎn)的距離.
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A、向心力FA<FB | B、線速度大小相等 | C、向心加速度相等 | D、角速度大小相等 |
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