Question

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：

(1)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；

(2)两极板间的电压；

(3)小球在运动过程中的最大速率．

Answer 1

答案：
解析：

(1)(4分)设三个球重力势能减少量为△Ep 　　△Ep＝9mgL　　(4分) 　　(2)(6分)设两极板电压为U，由动能定理 　　W重－W电＝△Ek　　(2分) 　　3mg·3L－－－＝0　　(2分) 　　U＝　　(2分) 　　(3)(10分)当小球受到的重力与电场力相等时，小球的速度最大vm 　　3mg＝　　(3分) 　　n＝2　　(2分) 　　小球达到最大速度的位置是B球进入电场时的位置 　　由动能定理 　　3mg·L－＝×3mvm2　　(3分) 　　vm＝　　(2分)