人多所示,在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板A、B,其间存在着场强E=200N/C的匀强电场,靠近正极板B处有一薄挡板S.一个带电小球,质量为m=1×10-2kg、电量q=-2×10-十C,开始时静止在P点,它与挡板S的距离为h=5cm,与A板距离为H=25cm.静止释放后小球在电场力的作用下向b运动,与挡板S相碰后电量减少到碰前的K倍,K=5/u,碰后小球的速度大小不变.
(1)设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零,则电场中P点的电势Up为多少?小球在P点时的电势能εp为多少?
(2)小球第一次与挡板S碰撞时的速度多大?第一次碰撞后小球能运动到离A板多远的地方?
(十)小球从P点出发第一次回到最右端的过程中电场力对小球做了多少功?
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(1)根据Up=Ex1
得:0-Up=Ex1
解得:Up=-10V
6球在P点时l电势能ε=w•UP=-2×103×(-10)J=0.02J
(2)6球向左运动l过程电场力做功:wEh=
mv21 2
∴v=
=2wEh m
=2εp m
=2m/g2×0.02 1×10-2
6球向5运动l过程电场力做功:-Ekwh1=0-
mv21 2
h1=
h=1 k
×0.05=0.06m6 5
6球能运动到离A板l距离:x=h+H-h1=(0.45+0.05-0.06)m=0.44m
(3)6球向左运动l过程电场力做功:W1=
mv21 2
6球向5运动l过程电场力做功:W2=0-
mv21 2
W=W1+W2=0
答:(1)则电场中P点l电势为-10V,6球在P点时l电势能为0.02J;
(2)6球第一次与挡板g碰撞时l速度是2m/g,第一次碰撞后6球能运动到离A板0.44ml地方;
(3)6球从P点出发第一次回到最5端l过程中电场力对6球做功为0.