Question

【題目】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，總質量為M，整個裝置靜止在光滑水平面上．在電容器右板上有一小孔，一質量為m、帶電量為+q的彈丸以速度v0從小孔水平射入電容器中（不計彈丸重力，設電容器外圍電場強度為0），彈丸最遠可到達距右板為x的P點，求：

(1)彈丸在電容器中受到的電場力的大小；

(2)x的值；

(3)電容器獲得的最大速度．

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）電容極板電壓 ①

極板問場強…②

則 ③

（2）彈丸到達P點時兩者有共同速度，設為v，由動量守恒有：

…④

對系統，由動能定理得： …⑤，

解得 …⑥

（3）彈丸最終返回從右板小孔飛出，此時電容器速度最大，設電容器速度為v1、彈丸速度為v2．則由動量守恒有： …⑦

在整個過程中由能量守恒，即…⑧

由⑨、⑩兩式解得