Question

如圖所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d，上極板開有一小孔，質量均為m，帶電荷量均為+q的兩個帶電小球（視為質點），其間用長為L的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態，已知d=2L，今使下端小球恰好位于小孔中，由靜止釋放，讓兩球豎直下落. 當下端的小球到達下極板時，速度剛好為零。試求

   （1）兩極板間勻強電場的電場強度；

   （2）球運動中的最大速度。

Answer 1

(1)  (2)

解析:

（1）下端小球從靜止進入電場，到運動至下極板速度為零這一過程。

    兩球組成的系統先做勻加速運動，直至上端小球進入電場后改做勻減速運動，且這兩個加速度大小相等。

所以   ……①5分

即  ………………②2分

（2）加速度大小   …………③5分

下端小球下落距離為L時，球的速度最大。由3分

得     ………………④3分