(2009?上海模擬)在光滑絕緣的水平面上,用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B.A球的帶電量為+2q,B球的帶電量為-3q,組成一帶電系統(tǒng),如圖所示,虛線MP為AB兩球連線的垂直平分線,虛線NQ與MP平行且相距5L.最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側(cè),距MP的距離均為L(zhǎng),且A球距虛線NQ的距離為4L.若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,在虛線MP,NQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后,試求:
(1)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)的速度大。
(2)帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)的最大距離;
(3)帶電系統(tǒng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí),B球電勢(shì)能的變化量.
分析:(1)在B進(jìn)入電場(chǎng)前只有A球受電場(chǎng)力2qE,根據(jù)動(dòng)能定理列式求B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)系統(tǒng)的速度的大小v.
(2)B球進(jìn)入電場(chǎng)后受到向左的電場(chǎng)力,系統(tǒng)向右做勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)系統(tǒng)的速度為零時(shí),向右運(yùn)動(dòng)的距離最大,根據(jù)動(dòng)能定理列式求解;
(3)B球進(jìn)入電場(chǎng)后電場(chǎng)力對(duì)B球所做的功W=-6qL,故B球電勢(shì)能增加了6EqL.
解答:解:(1)設(shè)帶電系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),系統(tǒng)的速度為v1
對(duì)A、B系統(tǒng),應(yīng)用動(dòng)能定理得
    2qEL=
1
2
2mv12   
則得 v1=
2qEL
m

(2)設(shè)球A向右運(yùn)動(dòng)s時(shí),系統(tǒng)速度為零
對(duì)整個(gè)過(guò)程,A球電場(chǎng)力做功等于B球克服電場(chǎng)力做功,由動(dòng)能定理得:
   2qE×s-3qE×(s-L)=0,
則得s=3L
(3)B球進(jìn)入電場(chǎng)距離為2L,B球克服電場(chǎng)力做功WFB=6qEL
則B球電勢(shì)能增加了6qEL
答:
(1)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)的速度大小是
2qEL
m
;
(2)帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)的最大距離是3L;
(3)帶電系統(tǒng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí),B球電勢(shì)能增加了6qEL.
點(diǎn)評(píng):解決本題的過(guò)程中要注意在B球未進(jìn)入電場(chǎng)和B球進(jìn)入電場(chǎng)后系統(tǒng)所受的電場(chǎng)力不同,由于涉及電場(chǎng)力在空間的效果,優(yōu)先考慮運(yùn)用動(dòng)能定理,也可以由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解.
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(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間,板與m1分離?
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v0
2
時(shí),加速度又變?yōu)閍,直至速度變?yōu)?span id="rw85jrb" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
v0
4
時(shí),加速度再變?yōu)?a,直至速度變?yōu)?
v0
8
…,其v-t圖象如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是( 。

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0.018
0.018
J,恒定電流的大小為
4
4
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2×10-4
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s,每次點(diǎn)焊需要的光子數(shù)為
5×1015
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