
如图所示,光滑斜面倾角为,虚线M、N之间有沿斜面向上的匀强电场,完全相同的两块带电绝缘薄板A、B并排放在斜面上,A、B不粘连,A的下端到M的距离为L。每块板长为L,质量为m,带电荷量为
,电荷在绝缘板上分布均匀,M、N之间距离为3L,电场强度
,重力加速度为g,A、B两板间的库仑力不计。将A、B由静止释放,求:
(1)B下端刚进入电场时,A对B弹力的大小;
(2)从A下端进入电场到B上端进入电场过程中,电场力对A、B做的总功;
(3)B上端离开电场时的速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】带电物体(计重力)在匀强电场中的直线运动、用动能定理求解外力做功和初末速度
【详解】(1)以A、B整体为研究对象,薄板A上端到达M时
以B为研究对象得
联立解得
(2)进入过程平均电场力
电场力做功
解得
(3)设B上端进入电场时的速度为,从释放至B上端进入电场,由动能定理得
B完全进入电场后A、B间不再有力的作用,B出电场以前在电场中匀速运动,B上端离开电场的速度为,对B出电场过程,由动能定理得
联立解得
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