问题 问答题

如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,接在电压为U的电源上,在A板的中央有一小孔M.今有一质量为m的带电质点,自A板上方相距为h的O点由静止自由下落,穿过小孔M后到达距B板

1
3
d的N点时速度恰好为零.若把A板向下平移
1
2
d
,带电质点仍从O点由静止自由下落.试求:

(1)带电质点的电荷量并指出带什么电.

(2)带电质点能否到达B板?若能,求出质点到达B板时的速度大小.若不能,求出质点速度为零的位置距B板的距离.

答案

(1)质点先做自由落体运动到M点,到达N孔时速度恰好为零,说明在MN间做减速运动,合外力向上,所以电场力方向向上,而电场强度方向向下,所以质点带负电,

根据动能定理得:

mgh(h+

2
3
d)-
2
3
qU
=0-0

解得:q=

mg(3h+2d)
2U

(2)设质点速度为零的位置距离B板的距离为x,则根据动能定理得:

mg(h+d-x)-q

d
2
-x
d
2
U=0-0

解得:x=

hd
2(3h+d)

答:(1)带电质点的电荷量为

mg(3h+2d)
2U
,带负电.

(2)带电质点不能到达B板,质点速度为零的位置距B板的距离为

hd
2(3h+d)

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