Question

如圖所示，電容為C、帶電量為Q、極板間距為d的電容器固定在絕緣底座上，兩板豎直放置，總質(zhì)量為M，整個(gè)裝置靜止在光滑水平面上。在電容器右板上有一小孔，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的彈丸以速度v₀從小孔水平射入電容器中（不計(jì)彈丸重力，設(shè)電容器周圍電場(chǎng)強(qiáng)度為0），彈丸最遠(yuǎn)可到達(dá)距右板為x的P點(diǎn)，求：

彈丸在電容器中受到的電場(chǎng)力的大��；

x的值；

當(dāng)彈丸到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，電容器電容已移動(dòng)的距離s；

電容器獲得的最大速度。

Answer 1

【小題1】

【小題2】

【小題3】

【小題4】

解析:

【小題1】電容極板電壓  …………①

    極板問(wèn)場(chǎng)強(qiáng)    …………②    則   …………③

 【小題2】彈丸到達(dá)P點(diǎn)時(shí)兩者有共同速度，設(shè)為v，由動(dòng)量守恒有：

      …………④

    對(duì)彈丸，由動(dòng)能定理得： …………⑤，

    解得   …………⑥

  【小題3】對(duì)電容器，由動(dòng)能定理得：…………⑦

    解得    …………⑧

  【小題4】彈丸最終返回從右板小孔飛出，此時(shí)電容器速度最大，設(shè)電容器速度為v₁、彈丸速度為v₂。則由動(dòng)量守恒有：  …………⑨

    在整個(gè)過(guò)程中由能量守恒，即  …………⑩

    由⑨、⑩兩式解得    …………11