Question

【題目】如圖所示，M、N是水平放置的一對金屬板，其中M板中央有一個小孔O，板間存在豎直向上的勻強電場.AB是一長9L的輕質絕緣細桿，在桿上等間距地固定著10個完全相同的帶正電小球，每個小球的電荷量為q、質量為m，相鄰小球距離為L.現將最下端小球置于O處，然后將AB由靜止釋放，AB在運動過程中始終保持豎直.經觀察發現，在第4個小球進入電場到第5個小球進入電場這一過程中AB做勻速運動。求：

（1）兩板間電場強度E；

（2）上述勻速運動過程中速度v的大小.

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

(1)第4個小球進入電場后桿與小球受力平衡，寫出公式即可；

(2)第4個小球進入電場之前，重力做功與電場力做功的和等于系統動能的增加，寫出動能定理的公式即可求得結果。

(1) 第4個小球進入電場后桿與小球受力平衡，得：10mg-4Eq=0，

解得：；

(2) 第4個小球進入電場之前，重力做功與電場力做功的和等于系統動能的增加：

代入數據解得：。