Question

（10分） 如图所示，一带电平行板电容器水平放置，金属板M上开有一小孔．有A、B、C三个质量均为m、电荷量均为＋q的带电小球（可视为质点），其间用长为L的绝缘轻杆相连，处于竖直状态．已知M、N两板间距为3L，现使A小球恰好位于小孔中，由静止释放并让三个带电小球保持竖直下落，当A球到达N极板时速度刚好为零，求：

⑴三个小球从静止开始运动到A球刚好到达N板的过程中，重力势能的减少量；

⑵两极板间的电压；

⑶小球在运动过程中的最大速率．

 

Answer 1

【答案】

⑴  9mgL     ⑵         ⑶  

【解析】

试题分析：⑴设三个球重力势能减少量为△E_p

△E_p= 9mgL                              2分

⑵设两极板电压为U ，由动能定理：W_合＝△E_k

有3mg·3L－－－＝0

解得：U =           4分

⑶当小球受到的重力与电场力相等时，小球的速度最大v_m

3mg=          解得 n=2

即：小球达到最大速度的位置是B球刚进入电场时的位置，由动能定理有：

3mg·L-= ×3mv_m²

解得v_m=          4分

考点：本题考查动能定理，意在考查学生的综合分析能力．