Question

如圖所示，完全相同的金屬板P、Q帶等量異種電荷，用絕緣桿將其連成一平行正對的裝置，放在絕緣水平面上，其總質(zhì)量為M，兩板間距為d，板長為2d，在P板中央位置處有一小孔．一質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)點(diǎn)，從某一高度下落通過小孔后進(jìn)入PQ，恰能勻速運(yùn)動．外部的電場可忽略，板間電場可視為勻強(qiáng)電場，重力加速度為g，求：

(1).PQ間電場強(qiáng)度的大小及電勢差；

(2).粒子勻速運(yùn)動過程中，裝置對絕緣水平面的壓力；

(3).現(xiàn)給PQ間再加一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場，要使粒子進(jìn)入PQ后不碰板飛出，則粒子應(yīng)距P板多高處自由下落？

 

Answer 1

解：

（1）因小球受力平衡，   （ 2分）

            得：    (2分)

          電勢差     （2分）

(2) 進(jìn)入PQ后小球受到向上大小等于mg的電場力，地面對裝置的支持力

N₂=Mg+mg. （3分）

根據(jù)牛頓第三定律可得PQ對地的壓力

N_2*=Mg+mg.（1分）

(3)當(dāng)下落高度較低時(shí)，依題意得：  （1分）

根據(jù)   （1分）

     得（1分）

又因?yàn)?nbsp;  （ 1分）       得（1分）

當(dāng)下落高度較高時(shí)，有 (1分)，同理可得 

     (1分)

所以小球應(yīng)距P板在釋放(1分)