Question

（10分） 如圖所示，一帶電平行板電容器水平放置，金屬板M上開有一小孔．有A、B、C三個質量均為m、電荷量均為＋q的帶電小球（可視為質點），其間用長為L的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)．已知M、N兩板間距為3L，現(xiàn)使A小球恰好位于小孔中，由靜止釋放并讓三個帶電小球保持豎直下落，當A球到達N極板時速度剛好為零，求：

⑴三個小球從靜止開始運動到A球剛好到達N板的過程中，重力勢能的減少量；

⑵兩極板間的電壓；

⑶小球在運動過程中的最大速率．

 

Answer 1

【答案】

⑴  9mgL     ⑵         ⑶  

【解析】

試題分析：⑴設三個球重力勢能減少量為△E_p

△E_p= 9mgL                              2分

⑵設兩極板電壓為U ，由動能定理：W_合＝△E_k

有3mg·3L－－－＝0

解得：U =           4分

⑶當小球受到的重力與電場力相等時，小球的速度最大v_m

3mg=          解得 n=2

即：小球達到最大速度的位置是B球剛進入電場時的位置，由動能定理有：

3mg·L-= ×3mv_m²

解得v_m=          4分

考點：本題考查動能定理，意在考查學生的綜合分析能力．