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,
题目
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
(1)对整个运动过程运用动能定理,得到
Eqd+Eq(d-L)=2mgd
∴E=
故两极板间匀强电场的电场强度为
.
(2)由题意知,当小球下降L时,速度达到最大,此时:
2mgL-EqL=
(2m)v
2解得
v=
举一反三
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