问答题
如图所示,AB是两块竖直放置的平行金属板,相距为2L,分别带有等量的正、负电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔中有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为m,电荷量为q(q>0)的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处。一自然长度为L的轻弹簧左端固定在距A板左侧L处挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小球,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触Q开始,经过一段时间第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的1/k(k>l)。
小球在与B板相碰之前,最多能与薄板Q碰撞多少次?
分析知:小球每次离开Q时的速度大小相同,等于小球第一次与Q接触时速度大小v,根据动能定理可得:
问答题 半径为R的金属球离地面很远,并用细导线与地相联,在与球心相距离为D=3R处有一点电荷+q,试求金属球上的感应电荷。
问答题 证明:两平行放置的无限大带电的平行平面金属板A和B相向的两面上电荷面密度大小相等,符号相反,相背的两面上电荷面密度大小等,符号相同。如果两金属板的面积同为100cm2,带电量分别为QA=6×10-8C和QB=4×10-8C,略去边缘效应,求两个板的四个表面上的电面密度。
问答题 求弹簧第一次压缩到最左边时的弹性势能。