Question

【题目】在光滑绝缘的水平面上，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，组成一带电系统，如图所示，虚线MP为AB两球连线的垂直平分线，虚线NQ与MP平行且相距5L。最初A和B分别静止于虚线MP的两侧，距MP的距离均为L，且A球距虚线NQ的距离为4L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP，NQ间加上水平向右的匀强电场E后，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；

（3）带电系统从开始运动到速度第一次为零时，B球电势能的变化量。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）B球的电势能增加

【解析】（1）设带电系统开始运动时，系统的速度为v1
对A、B系统，应用动能定理得: 2qEL=2mv12
则得
（2）设球A向右运动s时，系统速度为零；对整个过程，A球电场力做功等于B球克服电场力做功，由动能定理得：2qE×s-3qE×（s-L）=0，
则得s=3L
（3）B球进入电场距离为2L，B球克服电场力做功WFB=6qEL
则B球电势能增加了6qEL