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(chǎng)強(qiáng)Ｅ＝200N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，靠近正極板B處有一薄擋板S。一個(gè)帶電小球，質(zhì)量為m＝1×10－2kg、電量q＝－2×10－3Ｃ，開(kāi)始時(shí)靜止在Ｐ點(diǎn)，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(chǎng)力的作用下向左運(yùn)動(dòng)，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(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中擋板S所在位置的電勢(shì)為零，則電場(chǎng)中P點(diǎn)的電勢(shì)Up為多少？小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能p為多少？

（2）小球第一次與擋板S碰撞時(shí)的速度多大？第一次碰撞后小球能運(yùn)動(dòng)到離A板多遠(yuǎn)的地方？

（3）小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)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(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系求出SP之間的電勢(shì)差，進(jìn)而求出P點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)電勢(shì)能的定義可求得改變了的電勢(shì)能；設(shè)小球與擋板相碰后向右運(yùn)動(dòng)s，根據(jù)動(dòng)能定理即可求解。

（1）根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)公式可得SP間的電勢(shì)差為： ，根據(jù)： ，因?yàn)?/span>，可得： 。

小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為： 。

（2）根據(jù)動(dòng)能定理：

帶入數(shù)據(jù)解得：

小球向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電場(chǎng)力做功： ，解得：

第一次碰撞后小球能運(yùn)動(dòng)到離A板的距離為：

（3）小球向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電場(chǎng)力做功：

小球向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電場(chǎng)力做功：

所以小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小球做的功為：W=W1+W2=0。