如圖所示,沿水平方向放置一條平直光滑槽,它垂直穿過開有小孔的兩平行薄板,板相距3.5L.槽內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的小球AB, A球帶電量為+q, B球帶電量為-3q,兩球由長為2L的輕桿相連,組成一帶電系統(tǒng).最初AB分別靜止于左板的兩側(cè),離板的距離均為L.若視小球為質(zhì)點,不計輕桿的質(zhì)量,現(xiàn)在兩板之間加上與槽平行場強為E的向右的勻強電場后(設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成,不影響電場的分布),帶電系統(tǒng)開始運動.試求:

小題1:從開始運動到B球剛進入電場時,帶電系統(tǒng)電勢能的改變量△ε;
小題2:以右板電勢為零,帶電系統(tǒng)從運動到速度第一次為零時A球所在位置的電勢φ為多大;
小題3:帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零所需的時間.

小題1:
小題2:
小題3:
樊守青對帶電系統(tǒng)進行分析,假設(shè)球A能達到右極板,電場力對系統(tǒng)做功為W1,有:。由此可見,球A不僅能達到右極板,而且還能穿過小孔,離開右極板。
假設(shè)球B能達到右極板,電場力對系統(tǒng)做功為W2,有:
由此可見,球B不能達到右極板。綜上所述,帶電系統(tǒng)速度第一次為零時,球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。
(1)帶電系統(tǒng)開始運動時,設(shè)加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律

代入數(shù)據(jù),解得:
球B進行電場后,帶電系統(tǒng)的加速度為a2,根據(jù)牛頓第二定律:

帶電系統(tǒng)做勻減速運動。設(shè)球A剛達到右極板時的速度為v2,減速所用時間為t2,則有:


求得:;
設(shè)球A從離開電場到靜止時所需要時間為t3,運動位移為x,則有:


求得:
所以帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需要的時間為

球A相對右板的位置為
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分).如圖所示,一質(zhì)量為m = 2g,電量為的小球,從與水平方向成37°角的兩塊平行金屬板A、B的A板上的小孔P沿水平方向射入,小球在A、B板間做直線運動,兩板的間距為d = 4cm。問:
(1) A、B兩板的電壓UAB是多少?
(2)小球入射的速度v0至少多大才能到達B板?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球,從O點以和水平方向成α角的初速度v0拋出,當達到最高點A時,恰進入一勻強電場中,如圖.經(jīng)過一段時間后,小球從A點沿水平直線運動到與A相距為S的A′點后又折返回到A點,緊接著沿原來斜上拋運動的軌跡逆方向運動又落回原拋出點.求
(1)該勻強電場的場強E的大小和方向(即求出圖中的θ角,并在圖中標明E的方向)
(2)從O點拋出又落回O點所需的時間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個電子在靜電場中運動,且只受電場力作用,則在一段時間內(nèi),       (     )
A.電子的速率可能增大B.電子的速率可能不變
C.電子的速率可能減小D.電子一定作勻變速運動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電視顯像管的第二和第三陽極是兩個直徑相同的同軸金屬圓筒。兩電極間的電場即為顯像管中的主聚焦電場。圖示為主聚焦電場中的等勢面,數(shù)字表示電勢值?若有平行于中心軸線的電子束人射,則下列說法中正確的是        (   )
A.若電子束從左邊入射,在中心軸線方向上,電子束將加速
B.若電子束從右邊入射,在中心軸線方向上,電子束將加速
C.若電子束從左邊入射,在電場的作用下,某個電子的運動
軌跡可能為A
D.若電子束從左邊入射,在電場的作用下,某個電子的運動
軌跡可能為B

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,水平放置的平行板電容器極板間距離為d,加的電壓為U0,上極板帶正電。現(xiàn)有一束微粒以某一速度垂直于電場方向沿中心線OO′射入,并能沿水平方向飛出電場。求:

小題1:帶何種電荷?
小題2:帶電微粒的比荷(q/m)是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在如圖所示的勻強電場中有A、B點,AB=0.1m,AB和電場方向成60°角,一個電荷量為q= 4×10-8C的正電荷從A移到B電場力做功為W=1.2×10-6J求:

(1)A、B兩點的電勢差UAB
(2)勻強電場的場強E

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,將兩個帶等量異種電荷+Q和-Q點的電荷分別同定于豎直線上的A、B兩點,A、B相距為2d。MN是豎直放置的光滑絕緣細桿,另有一個質(zhì)量為m、電荷量為+q(可視為點電荷,不影響電場的分布)穿過細桿的帶電小球P置于與A點等高的C處由靜I上開始釋放,小球P向下運動到距C電距離為d的O點時,速度為v。已知MN與AB之間的距離也為d,靜電力常量為k,重力加速度為g。求:

小題1:C、O間的電勢差UCO
小題2:小球P經(jīng)過O點時的加速度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中是一正點電荷電場中的一條電場線,若在A處由靜止釋放一帶正電的試探電荷.,則(             )
A.該試探電荷將作勻加速直線運動
B.運動過程中,因電場力作正功,電勢能將逐漸減小
C.根據(jù)電場力的功,若計算出AB兩點間電勢差為U,則當試探電荷電荷量加倍時, AB兩點間電勢差將變?yōu)?U
D.A點電勢可能低于B點電勢

查看答案和解析>>

同步練習冊答案