问题
问答题
如图所示，M、N是水平放置的一对正对平行金属板，其中M板中央有一小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场，AB是一根长为9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着10个完全相同的带电小球，每个小球带电荷量为q，质量为m，相邻小球间的距离为L．现将最下端的小球置于O处，然后将AB由静止释放，AB在运动过程中始终保持竖直，经观察发现，在第四个小球进入电场到第五个小球进入电场前这一过程中，AB做匀速直线运动，求：
（1）两板间的电场强度E；
（2）上述匀速运动过程中速度大小v；
（3）最多可以有多少个小球进入电场中．
答案
（1）由力的平衡条件得：10mg=4qE
E=5mg 2q
（2）由动能定理得：
10mg?3L-qE（3L+2L+L）=
（10m）v2-01 2
v=3gL
（3）由动能定理得：
10mg?（n-1）L-qE[L+2L+3L+…+（n-1）L]=0
n=8个（n=1舍去）．
答：
（1）两板间的电场强度E=
；5mg 2q
（2）上述匀速运动过程中速度大小v=
；3gL
（3）最多可以有8个小球进入电场中．