Question

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面兩端有兩塊平行帶電金屬板Ａ、Ｂ，其間存在著場強Ｅ＝200N/C的勻強電場，靠近正極板B處有一薄擋板S。一個帶電小球，質量為m＝1×10－2kg、電量q＝－2×10－3Ｃ，開始時靜止在Ｐ點，它與擋板Ｓ的距離為ｈ＝5cm，與A板距離為H＝45cm。靜止釋放后小球在電場力的作用下向左運動，與擋板Ｓ相碰后電量減少到碰前的Ｋ倍，Ｋ＝5/6，碰后小球的速度大小不變。

（1）設勻強電場中擋板S所在位置的電勢為零，則電場中P點的電勢Up為多少？小球在P點時的電勢能p為多少？

（2）小球第一次與擋板S碰撞時的速度多大？第一次碰撞后小球能運動到離A板多遠的地方？

（3）小球從P點出發第一次回到最右端的過程中電場力對小球做了多少功？

Answer 1

【答案】（1）0.02J （2）0.44m （3）0

【解析】試題分析：根據電勢差與電場強度的關系求出SP之間的電勢差，進而求出P點的電勢，根據電勢能的定義可求得改變了的電勢能；設小球與擋板相碰后向右運動s，根據動能定理即可求解。

（1）根據場強公式可得SP間的電勢差為： ，根據： ，因為，可得： 。

小球在P點時的電勢能為： 。

（2）根據動能定理：

帶入數據解得：

小球向右運動的過程電場力做功： ，解得：

第一次碰撞后小球能運動到離A板的距離為：

（3）小球向左運動的過程電場力做功：

小球向右運動的過程電場力做功：

所以小球從P點出發第一次回到最右端的過程中電場力對小球做的功為：W=W1+W2=0。