Question

如圖9－14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向右的勻強電場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：⑴球B剛進入電場時，帶電系統(tǒng)的速度大小。⑵帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零時球A相對右板的位置。（12分）

Answer 1

（12分）⑴設(shè)球B剛進入電場時，帶電系統(tǒng)的速度為v1，由動能定理有：

       （2分）       解得：   （1分）

(2)設(shè)帶電系統(tǒng)的速度為0時，假設(shè)A球仍在電場中，并設(shè)B球在電場中的位移為x，

由動能定理有    （2分）    解得  （1分）

所以帶電系統(tǒng)速度第一次為零時，球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。

設(shè)A球達到右極板時速度為v，則：     （2分）

解得：（1分）

接下來，只有B球受到電場力，設(shè)帶電系統(tǒng)的速度為0時，A球相對右極板的位移為x。由動能定理有：（2分）    解得：（1分）