如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中(不计弹丸重力,设电容器周围电场强度为0),弹丸最远可到达距右板为x的P点,求:
弹丸在电容器中受到的电场力的大小;
x的值;
当弹丸到达P点时,电容器电容已移动的距离s;
电容器获得的最大速度。
如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中(不计弹丸重力,设电容器周围电场强度为0),弹丸最远可到达距右板为x的P点,求:
弹丸在电容器中受到的电场力的大小;
x的值;
当弹丸到达P点时,电容器电容已移动的距离s;
电容器获得的最大速度。
【小题1】
【小题2】
【小题3】
【小题4】
【小题1】电容极板电压 …………①
极板问场强 …………② 则
…………③
【小题2】弹丸到达P点时两者有共同速度,设为v,由动量守恒有:
…………④
对弹丸,由动能定理得: …………⑤,
解得 …………⑥
【小题3】对电容器,由动能定理得:…………⑦
解得 …………⑧
【小题4】弹丸最终返回从右板小孔飞出,此时电容器速度最大,设电容器速度为v1、弹丸速度为v2。则由动量守恒有: …………⑨
在整个过程中由能量守恒,即 …………⑩
由⑨、⑩两式解得 …………11