Question

如圖所示，平行板電容器的M、N兩板間距d＝1.1m，兩板間存在豎直向上的勻強電場，場強E＝2×10³V/m，M、N的正中央各有一小孔。在上板小孔正上方有一豎直放置長為l ＝ 0.5m的輕質絕緣細桿，細桿的上下兩端分別固定一個帶點小球A、B，它們的質量均為m ＝ 0.01kg，A的帶電量為q₁ ＝ 2.5×10^-4C，B的帶電量為q₂＝ － 5×10^-5C，B球距上板距離h＝0.05m。現將輕桿由靜止釋放（g＝10m/s²）

（1）畫出小球B從開始運動到剛好離開勻強電場過程中的速度時間圖像（規定豎直向下為正方向）；

（2）判定A球能否從下板離開勻強電場，并說明理由。

Answer 1

（1）時間圖像見解析（2）因，A球不能從下板離開勻強電場

解析:

（1）如圖（說明：三段線段每段線段4分，共12分）

（2）B球離開N板時的速度有圖像可得   

之后A、B系統的加速度大小-----------（3分）

若A不離開N板，當A速度減小到0時A下降的高度為s，由運動學公式有：

則 -------------------------------------------（3分）

故A球不能從下板離開勻強電場 ---------------------------------（1分）