Question

如圖B-10所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d，上極板開(kāi)有一小孔，三個(gè)質(zhì)量均為m，電荷量均為+q的帶電小球，其間用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)，已知d=3L，今使下端小球恰好位于小孔中，由靜止釋放，讓三球豎直下落.當(dāng)下端的小球到達(dá)下極板時(shí)，速度剛好為零.試求：
（1）兩極板間的電壓；
（2）球運(yùn)動(dòng)中的最大速度.

Answer 1

（1）     （2）
【試題分析】

（1）從釋放小球到下端小球到達(dá)下極板，由動(dòng)能定理
3mg?3L-qU-2qU/ 3-qU/ 3=0
所以 

（2）當(dāng)下端的小球進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙�個(gè)小球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，3mg=2qU/d，系統(tǒng)做勻速運(yùn)動(dòng)；第三個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)后，系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng).故當(dāng)?shù)诙�個(gè)球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，速度最大.由動(dòng)能定理

得