Question

【题目】如图所示，在方向水平向右、大小为E＝6×103 N／C的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面。一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块甲和乙，甲的质量为m1＝2×10－4 kg，带正电荷量为q1＝2×10－9 C；乙的质量为m2＝1×10－4 kg，带负电荷量为q2＝1×10－9C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块，t＝3 s时细绳突然断裂，不计滑块间的库仑力，g取10 m／s2，试求：

（1）细绳断裂前，两滑块的加速度大小；

（2）在整个运动过程中，滑块乙的电势能增量的最大值；

（3）当乙的电势能增量为零时，甲与乙组成的系统机械能的增量。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）q1E－q2E＝（m1＋m2）a

解得a＝0.02 m／s2

（2）t＝3 s时 v0＝at

细绳断裂后滑块乙：q2E＝m2a2

△EP乙max＝q2E（）

解得△EP乙max＝7.2×10－7 J

（3）滑块乙：－＝v0t′－

v2＝v0－a2t′

滑块甲：q1E＝m1a1

v1＝v0＋a1t′

△E机＝

解得△E机＝6.48×10－6 J

或△E机＝q1E（）解得△E机＝6.48×10－6 J