如圖所示，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B置于光滑絕緣的水平面上，A球的帶電量為+2q，B球的帶電量為-3q，構(gòu)成一個(gè)帶電系統(tǒng)（它們均可視為質(zhì)點(diǎn)，也不考慮兩者間相互作用的庫侖力）�，F(xiàn)讓小球A處在有界勻強(qiáng)電場區(qū)域MPNQ內(nèi)。已知虛線MP位于細(xì)桿的中垂線上，虛線NQ與MP平行且間距足夠長．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E，方向水平向右．釋放帶電系統(tǒng)，讓它從靜止開始運(yùn)動，忽略帶電系統(tǒng)運(yùn)動過程中所產(chǎn)生的磁場影響。

求：（1）帶電系統(tǒng)運(yùn)動的最大速度為多少？

（2）帶電系統(tǒng)運(yùn)動過程中，B球電勢能增加的最大值多少？

（3）帶電系統(tǒng)回到初始位置所用時(shí)間為多少？


 (1)小球B剛進(jìn)入電場帶電系統(tǒng)具有最大速度 ,從釋放帶電系統(tǒng)到小球B剛進(jìn)入電場的過程中，根據(jù)動能定理有：

   -----2分

    -----1分     

（2）當(dāng)帶電系統(tǒng)速度第一次為零， B克服電場力做功最多，B增加的電勢能最多

設(shè)B球在電場中的最大位移為x，由動能定理得：

-----2分

得：x=2L-----1分

所以B電勢能增加的最大值為：

  -----1分

(3)設(shè)帶電系統(tǒng)由靜止釋放到小球B剛進(jìn)入電場的過程中，帶電系統(tǒng)運(yùn)動的時(shí)間為t1，則有： -----2分   

其中：-----1分

又設(shè)小球B進(jìn)入電場后至小球A剛運(yùn)動到電場的右邊界的過程中，帶電系統(tǒng)運(yùn)動的時(shí)間為t2，則有：

  -----1分  

其中：-----1分

根據(jù)對稱性可知，帶電系統(tǒng)從出發(fā)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)的過程中所用總時(shí)間為：t=2t1+2t2  --1分          得：-----1分

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?廣東模擬）如圖所示，邊長為2l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)邊長為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直，導(dǎo)線框的一條對角線和虛線框的一條對角線恰好在同一直線上．從t=0開始，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿對角線方向移動進(jìn)入磁場，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域．用I表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流（逆時(shí)針方向?yàn)檎�，則下列表示I-t關(guān)系的圖線中，正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?新都區(qū)模擬）如圖所示，用長為L的輕繩把一個(gè)小鐵球懸掛在高2L的O點(diǎn)處，小鐵球以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動且恰能到達(dá)最高點(diǎn)B處，若運(yùn)動中輕繩斷開，則小鐵球落到地面時(shí)的速度大小為（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，用長為L的細(xì)線懸掛一小球，在小球靜止時(shí)，給小球一個(gè)初速度v0，不計(jì)空氣阻力，則小球擺起的最大高度可能為：（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（）如圖所示，邊長為2l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)邊長為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直，導(dǎo)線框和虛線框的對角線重合。從t＝0開始，使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿對角線方向移動進(jìn)入磁場，直到整個(gè)導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域。用I表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流，取逆時(shí)針方向?yàn)檎�。則下列表示I-t關(guān)系的圖線中，可能正確的是                                           (    )

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