Question

如圖所示，MN是兩塊豎直放置的帶電平行板，板內有水平向左的勻強電場，PQ是光滑絕緣的水平滑槽，滑槽從N板中間穿入電場。a、b為兩個帶等量正電荷的相同小球，兩球之間用絕緣水平輕桿固連，輕桿長為兩板間距的，桿長遠大于球的半徑，開始時從外面用絕緣輕繩拉著b球使a球靠近M板但不接觸。現對輕繩施以沿桿方向的水平恒力拉著b球和a球由靜止向右運動，當b球剛從小孔離開電場時，撤去拉力，之后a球也恰好能離開電場。求運動過程中b球離開電場前和離開電場后（a球還在電場中）輕桿中的彈力之比。不計兩球間庫侖力，球視為點電荷。

 

Answer 1

解析:設兩球質量各為，各受電場力大小為，桿長為，b球剛穿出時速度為，兩球加速時加速度大小為 ，減速時加速度大小為，b球離開前桿彈力大小為 ，離開后彈力大小為

對a球             ①

對b球                 ②

對整體                 ③

加速過程             ④

減速過程                ⑤

聯立解得                ⑥

    評分標準：①～⑥每式2分，用動能定理解答的參照評分標準賦分