Question

如圖所示，有一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），自豎直向下、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn)靜止下落。在P點(diǎn)正下方距離h處有一彈性絕緣擋板S（擋板不影響勻強(qiáng)電場的分布），小球每次與擋板S相碰后電荷量均減少到碰前的k倍（k<1），而碰撞過程中小球的機(jī)械能不損失。

（1）設(shè)勻強(qiáng)電場中，擋板S處電勢，則電場中P 點(diǎn)的電勢為多少？下落前小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢能E_P為多少？

（2）小球從P點(diǎn)出發(fā)后到第一次速度變?yōu)榱愕倪^程中電場力對小球做了多少功？

（3）求在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，小球距離擋板的最大距離l

Answer 1

（1）SP之間的電壓為：    (1分）

，                    (1分）

小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢能     (1分）

（2）設(shè)第一次與檔板碰撞后能達(dá)到的高度為，由能量守恒得：

            (3分）

小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)最高點(diǎn)過程中電場力對小球做的功為：

      (3分）

解得：             (1分）ks5u

（3）小球與擋板碰撞后小球所帶電量逐漸減小，最終電量將減小為零，整個(gè)過程中能量始終守恒，由能量守恒得：

        (3分）

解得：    (1分）