如图所示,两块平行金属板A、B带有等量异种电荷,竖直固定在光滑绝缘的小车上,小车的总质量为M,整个装置静止在光滑的水平面

如图所示,两块平行金属板A、B带有等量异种电荷,竖直固定在光滑绝缘的小车上,小车的总质量为M,整个装置静止在光滑的水平面上.质量为m、带电量为q的小球以初速度v0沿垂直金属板的方向从B板底部小孔射入,且恰好不与A板相碰,求A、B金属板间的电势差?
我爱歪歪 1年前 已收到1个回答 举报

rufeng37 幼苗

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解题思路:小球以初速度v0沿垂直金属板的方向从B板底部小孔射入,且恰好不与A板相碰,说明小球与电容器板间电场间存在作用力,使小球做减速运动,小车做加速运动,系统所受的合力为零,动量守恒,由动量守恒定律求出小球与小车相同的速度,根据动能定理分别对车和小球研究,即可求出A、B间的电势差.

由于水平面光滑,所以小车与小球系统水平方向动量守恒,则有
mv0=(m+M)v
设两板间电势差为U,两板间距为d,
对车,据动能定理得:q[U/d]S=[1/2]Mv 2
对小球,据动能定理得:q[U/d](S+d)=[1/2]mv0 2-[1/2]m v 2
由上式联立解得:U=
Mm
v20
2q(M+m)
答:A、B金属板间的电势差是
Mm
v20
2q(M+m)

点评:
本题考点: 动量守恒定律;动能定理的应用.

考点点评: 本题小球与小车间存在电场力作用,类似于非弹性碰撞,遵守动量守恒,由动能定理求解电势差.

1年前

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