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如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间的距离为d,右极板上有一小孔,通过孔有一左端固定在电容器左极板上的水平绝缘光滑细杆,电容器极板以及底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充电后,有一质量为m的带正电小环恰套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动,并从小孔进入电容器,设带电环不影响电容器板间电场分布.带电环进入电容器后距左板的最小距离为0.5d,试求:

(1)带电环与左极板相距最近时的速度v;

(2)此过程中电容器移动的距离s.

解:(1)带电环进入电容器后在电场力的作用下做初速度为v0的匀减速直线运动,而电容器则在电场力的作用下做匀加速直线运动,当它们的速度相等时,带电环与电容器的左极板相距最近,由系统动量守恒定律可得:

动量观点:

mv0=(M+m)v,v=

力与运动观点:

设电场力为F

(2)能量观点(在第(1)问基础上):对m:-Eq·

对M:Eqs=Mv2-0

-Eq

所以s=

运动学观点:

对M:=s,对m:t=s′

s′-s=,解得:s=

带电环与电容器的速度图象如图所示.

由三角形面积可得:=v0t0,s=vt0

解得:s=

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,电容器固定在一绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,电容为C,右极板有一个小孔,通过小孔有一长为
3
2
d
的绝缘杆,左端固定在左极板上,电容器板连同底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充入电荷量Q后,有一质量为m的带电荷量为+q的环套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动(M=3m).设带电环不影响电容器板间电场分布,电容器外部电场忽略不计,
带电环进入电容器后距左板最小距离为
d
2
,试求:
(1)带电环与极板间相距最近时的速度大小;
(2)若取左极板的电势为零,当环距左极板最近时环的电势能;
(3)带电环受到的电场力大小;
(4)带电环受到绝缘杆的摩擦力大小.

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精英家教网如图所示,电容器固定在一绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,电容为C,右极板有一个小孔,通过小孔有一长为
3
2
d
的绝缘杆、左端固定在左极板上,电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充入电荷量为Q后,有一质量为m的带电量为+q的环套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动(M=3m)设带电环不影响电容器板间电场分布,电容器外部电场忽略不计,带电环进入电容器后距左板最小距离为
d
2
,试求:
(1)带电环与极板间相距最近时的速度.
(2)若取左极板的电势为零,当环距左极板最近时环的电势能.
(3)带电环受到绝缘杆的摩擦力.

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(08年皖南八校联考)(11分)如图所示,电容器固定在一绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,电容为C,右极板有一个小孔,通过小孔有一长为的绝缘杆、左端固定在左极板上,电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充入电荷量为Q后,有一质量为m的带电量为+q的环套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动(M=3m)设带电环不影响电容器板间电场分布,电容器外部电场忽略不计,带电环进入电容器后距左板最小距离为,试求:

   (1)带电环与极板间相距最近时的速度.

   (2)若取左极板的电势为零,当环距左极板最近时环的电势能.

   (3)带电环受到绝缘杆的摩擦力.

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如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间的距离为d,右极板上有一小孔,通过孔有一左端固定在电容器左极板上的水平绝缘光滑细杆,电容器极板以及底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充电后,有一质量为m的带正电小环恰套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动,并从小孔进入电容器,设带电环不影响电容器板间电场分布。带电环进入电容器后距左板的最小距离为0.5d,试求:     

(1)带电环与左极板相距最近时的速度v;

(2)此过程中电容器移动的距离s。

(3)此过程中能量如何变化?

 

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如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,右极板有一小孔,通过孔有一绝缘杆,左端固定在左极板上,电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M.给电容器充电后,有一质量为m的带正电环恰套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动,设带电环不影响电容器板间电场的分布.带电环进入电容器后距左板的最小距离为d/2,试求带电环与左极板相距最近时的速度v,并求出此过程中电容器移动的距离.


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