如图所示,一平行板电容器水平放置,板间距离为d,上极板开有一小孔,质量均为m,带电荷量均为+q的两个带电小球(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d=2L,今使下端小球恰好位于小孔中,由静止释放,让两球竖直下落.当下端的小球到达下极板时,速度刚好为零.试求:(1)两极板间匀强电场的电场强度;(2)两球运动过程中的最大速度.

问题描述:

如图所示,一平行板电容器水平放置,板间距离为d,上极板开有一小孔,质量均为m,带电荷量均为+q的两个带电小球(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d=2L,今使下端小球恰好位于小孔中,由静止释放,让两球竖直下落.当下端的小球到达下极板时,速度刚好为零.试求:

(1)两极板间匀强电场的电场强度;
(2)两球运动过程中的最大速度.


答案解析:(1)两小球先加速,当两球全部进入电场后,开始做减速运动,说明两个小球的总重力大于qE而小于2qE,对小球运动的整个过程运用动能定理列式求解;
(2)当第二个球刚好进入电场时,速度达到最大,此后开始减速,对加速过程运用动能定理列式求解即可.
考试点:动能定理的应用;电场强度.


知识点:本题关键是先判断出物体的运动情况,然后根据动能定理对加速过程和全过程列式求解.