问题 计算题

(12分)一个不带电的金属板,表面有很薄的光滑绝缘层,与水平方向成θ角放置.金属板上B、C两点间的距离为L,在金属板上方的A点固定一个带电荷量为+Q的点电荷,金属板处在+Q的电场中.已知A、B、C三点在同一竖直平面内,且AB水平,AC竖直,如图所示.将一个带电荷量为+q(q Q,q对原电场无影响)可看做点电荷的小球,从B点无初速释放,如果小球质量为m,下滑过程中带电荷量不变,求:

(1)小球在B点的加速度;

(2)下滑到C点时的速度.

答案

(1)gsinθ    (2)

(1)由于金属板处在点电荷Q形成的电场中达到静电平衡时,金属板表面是一个等势面,金属板表面处的电场线与金属板表面垂直,带电小球在沿金属板下滑的过程中,所受电场力与金属板表面垂直.则小球所受的合外力为F=mgsinθ,所以小球沿金属板表面做初速度为零的匀加速直线运动,故小球在B点的加速度为a=gsinθ.     (6分) (2)根据运动学公式v2-v02=2ax可得:             (2分) C点的速度为vC=  (4分)或者根据机械能守恒得:mgLsinθ= mvC2

所以vC=

单项选择题 A3型题
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