(1)设带电系统静止时电场强度为E,则有2mg=4qE,解得E= ① 电场强度加倍后,系统从开始静止到B进入电场,根据动能定理有 (2E×4q-2mg)L=×2m ② 联立①②得B球刚进入电场时的速度v1= (2)设B球在电场中的最大位移为s,经分析知A球向上越过了MN, 根据动能定理得 对整个过程:2E•4q•2L-2E•3q•s-2mg(s+L)=0 解得s=1.2L 故B球的最大位移s总=2.2L 电场力对B球做功W=-2E•3q•1.2L=-3.6mgL 所以B球电势能增加3.6mgL (3)带电系统向上运动分为三阶段: 第一阶段匀加速运动,根据牛顿第二定律有 a1==g,运动时间t1==; 第二阶段匀减速运动,同理可得a2== 设A球出电场时速度为v2,根据运动学公式有:v22-v12=-2a2L, 解得v2=,t2==2(-1); 第三阶段匀减速运动,a3==,t3== 则运动周期T=2(t1+t2+t3)=(6-) 答:(1)B球刚进入电场时的速度v1的大小为; (2)B球的最大位移为2.2L,从开始静止到最大位移处B球电势能增加3.6mgL; (3)带电系统运动的周期T=2(t1+t2+t3)=(6-). |