[题目]如图所示.在光滑绝缘水平面上.用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q.B球的带电量为-3q.两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L.开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧.虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线．若视小球为质点.不计轻杆的质量.在虚线MN.PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后.系统题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q，两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线．若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后，系统开始运动．试求：

（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；

（2）带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量．

【答案】（1）　（2）L　4qEL

【解析】

（1）设B球刚进入电场时带电系统的速度为v1，由动能定理得

2qEL＝×2mv12

解得：

v1＝

（2）带电系统向右运动分为三段：B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场后．

设A球出电场后移动的最大位移为x，对于全过程，由动能定理得

2qEL－qEL－3qEx＝0

解得

x＝

则B球移动的总位移为

xB＝L

B球从刚进入电场到带电系统向右运动到最大距离时的位移为L

其电势能的变化量为

ΔEp＝－W＝3qE·L＝4qEL

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（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是____________（填“9.51”或“12.42”或“15.7”），应记作____________cm。

（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_________，而动能的增加量为________（均保留三位有效数字）。这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_________动能的增加量（填“大于”“小于”“等于”），原因是_____________。