如圖33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A和B,
球A帶電量為+2q,球B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A和B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,在兩板間加上與槽平行 圖33
向右的勻強(qiáng)電場E后(設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料
制成,不影響電場的分布),求:
(1)球B剛進(jìn)入電場時,帶電系統(tǒng)的速度大。
(2)帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零所需的時間及球A相對右板的位置。
解析:
對帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析,假設(shè)球A能達(dá)到右極板,電場力對系統(tǒng)做功為W1,有:
而且還能穿過小孔,離開右極板。
假設(shè)球B能達(dá)到右極板,電場力對系統(tǒng)做功為W2,有:
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,由牛頓第二定律:
= ③
球B剛進(jìn)入電場時,帶電系統(tǒng)的速度為v1,有:
④
由③④求得: ⑤
(2)設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場的時間為t1,則:
⑥
將③⑤代入⑥得:
⑦
球B進(jìn)入電場后,帶電系統(tǒng)的加速度為a2,由牛頓第二定律:
⑧
顯然,帶電系統(tǒng)做勻減速運動。設(shè)球A剛達(dá)到右極板時的速度為v2,減速所需時間為t2,則有:
⑨
⑩
求得: ⑾
球A離電場后,帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運動,設(shè)加速度為a3,再由牛頓第二定律:
⑿
設(shè)球A從離開電場到靜止所需的時間為t3,運動的位移為x,則有:
⒀
⒁
求得: ⒂
由⑦⑾⒂可知,帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時間為:
⒃
球A相對右板的位置為: ⒄
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖8-1-33所示,有一質(zhì)量為1.8 kg、有效長度為2.0 m的金屬棒水平地放在導(dǎo)軌上,當(dāng)棒中電流為5 A時,棒沿導(dǎo)軌勻速運動,當(dāng)棒中電流增大到8 A時,棒獲得4 m/s2的加速度,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B.
圖8-1-33
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科目:高中物理 來源:2010屆高三物理每周精析精練:電場 題型:計算題
如圖33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A和B,
球A帶電量為+2q,球B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A和B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,在兩板間加上與槽平行 圖33
向右的勻強(qiáng)電場E后(設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料
制成,不影響電場的分布),求:
(1)球B剛進(jìn)入電場時,帶電系統(tǒng)的速度大。
(2)帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零所需的時間及球A相對右板的位置。
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