Question

【题目】如图，光滑绝缘底座上固定两竖直放置、带等量异种电荷的金属板a、b，间距略大于L，板间电场强度大小为E，方向由a指向b，整个装置质量为m。现在绝缘底座上施加大小等于qE的水平外力，运动一段距离L后，在靠近b板处放置一个无初速度的带正电滑块，电荷量为q，质量为m，不计一切摩擦及滑块的大小，则

(1)试通过计算分析滑块能否与a板相撞；

(2)若滑块与a板相碰，相碰前，外力F做了多少功；若滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做了多少功?

Answer 1

【答案】（1）恰好不发生碰撞（2）

【解析】

(1)刚释放小滑块时，设底座及其装置的速度为v，由动能定理：

放上小滑块后，底座及装置做匀速直线运动，小滑块向右做匀加速直线运动

当两者速度相等时，小滑块位移

绝缘底座的位移

故小滑块刚好相对绝缘底座向后运动的位移

，

刚好不相碰。

(2)由(1)分析可知，滑块与a板恰好不相碰，整个过程绝缘底座位移为3L。则

答：(1)通过计算分析可各滑块刚好与a板不相撞；

(2)滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做功为3qEL。