(15分))如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中(不计弹丸重力,设电容器周围电场强度为零),弹丸未与左板相碰,最远可到达距右板为x的P点,求:
(1)弹丸在电容器中受到的电场力的大小;
(2)x的值;
(3)当弹丸到达P点时,电容器已移动的距离s。
(1)
(2)
(3)
(1)电容极板电压 ………1分
极板问场强 ………2分
则弹丸在电容器中受到的电场力的大小为 ………2分
(2)弹丸到达P点时两者有共同速度,设为v,由动量守恒有:
………2分
对弹丸和装置,由功能关系得: ………2分
解得 ………2分
(3)对装置,由动能定理得: ………2分
解得 ………2分