Question

【題目】如圖所示，平行板電容器豎直放置，A、B兩板與電源連接，B板接地（電勢(shì)為零）。一帶電小球懸掛在電容器內(nèi)部。已知AB兩板間電壓為U，兩板間距為d，且兩板足夠長(zhǎng)；小球質(zhì)量為m,靜止時(shí)繩與豎直方向成θ角，，小球與B板距離為，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g, sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

求（1）小球的電荷量

（2）靜止時(shí)小球的電勢(shì)能

（3）若某時(shí)刻剪斷細(xì)繩求小球到達(dá)B板所用時(shí)間。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）根據(jù)電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系可知板間場(chǎng)強(qiáng)為：

設(shè)小球電量為q，對(duì)小球受力分析，如圖所示：

由平衡條件得：

解得：

（2）根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系可以得到小球靜止位置電勢(shì)為：

根據(jù)電勢(shì)能公式：

可以得到：

（3）剪斷細(xì)繩后小球后受到合力為：

根據(jù)牛頓第二定律可以得到加速度為：

根據(jù)幾何關(guān)系，剪斷后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球位移：

由位移與時(shí)間關(guān)系可以得到：

整理可以得到：