Question

【題目】如圖所示，在方向水平向右、大小為E＝6×103 N／C的勻強電場中有一個光滑的絕緣平面。一根絕緣細(xì)繩兩端分別系有帶電滑塊甲和乙，甲的質(zhì)量為m1＝2×10－4 kg，帶正電荷量為q1＝2×10－9 C；乙的質(zhì)量為m2＝1×10－4 kg，帶負(fù)電荷量為q2＝1×10－9C。開始時細(xì)繩處于拉直狀態(tài)。由靜止釋放兩滑塊，t＝3 s時細(xì)繩突然斷裂，不計滑塊間的庫侖力，g取10 m／s2，試求：

（1）細(xì)繩斷裂前，兩滑塊的加速度大��；

（2）在整個運動過程中，滑塊乙的電勢能增量的最大值；

（3）當(dāng)乙的電勢能增量為零時，甲與乙組成的系統(tǒng)機械能的增量。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）q1E－q2E＝（m1＋m2）a

解得a＝0.02 m／s2

（2）t＝3 s時 v0＝at

細(xì)繩斷裂后滑塊乙：q2E＝m2a2

△EP乙max＝q2E（）

解得△EP乙max＝7.2×10－7 J

（3）滑塊乙：－＝v0t′－

v2＝v0－a2t′

滑塊甲：q1E＝m1a1

v1＝v0＋a1t′

△E機＝

解得△E機＝6.48×10－6 J

或△E機＝q1E（）解得△E機＝6.48×10－6 J