如图所示,有一质量为m,带电荷量为+q的小球(可视为质点),自竖直向下、场强为E的匀强电场中的P点静止下落.在P点正下方

如图所示,有一质量为m,带电荷量为+q的小球(可视为质点),自竖直向下、场强为E的匀强电场中的P点静止下落.在P点正下方距离h处有一弹性绝缘挡板S(挡板不影响匀强电场的分布),小球每次与挡板S相碰后电荷量均减少到碰前的k倍(k<1),而碰撞过程中小球的机械能不损失.
(1)设匀强电场中,挡板S处电势φ S =0,则电场中P点的电势φ P 为多少?下落前小球在P点时的电势能E P 为多少?
(2)小球从P点出发后到第一次速度变为零的过程中电场力对小球做了多少功?
(3)求在以后的运动过程中,小球距离挡板的最大距离l.
半个苹果_1227 1年前 已收到1个回答 举报

猪猪能能 幼苗

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(1)SP之间的电压为:U=Eh
因为φ S =0,
φ P =Eh
所以小球在P点时的电势能E P =qEh
(2)设第一次与档板碰撞后能达到的高度为h 1 ,由能量守恒得:
mgh+qEh=(mg+kqE)h 1
从P点出发第一次到达最高点过程中电场力对小球做的功为:
W=qEh-kqEh 1
解得:W=
mgqEh(1-k)
mg+kqE
(3)小球与挡板碰撞后小球所带电量逐渐减小,最终电量将减小为零,整个过程中能量始终守恒,由能量守恒得:
mgh+qEh=mgl
解得:l=
mg+qE
mg h
答:(1)设匀强电场中,挡板S处电势φ S =0,则电场中P点的电势φ P 为Eh,下落前小球在P点时的电势能E P 为qEh;
(2)小球从P点出发后到第一次速度变为零的过程中电场力对小球做的功为
mgqEh(1-k)
mg+kqE ;
(3)求在以后的运动过程中,小球距离挡板的最大距离l为
mg+qE
mg h .

1年前

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