
(2024·四川·一模)如图所示,绝缘水平面右侧锁定有一水平绝缘台阶,其上固定有两平行正对金属薄板A、B,相距为d,台阶左侧有一小车,小车上表面绝缘且与台阶齐平,小车与台阶紧贴无粘连,车上固定有两平行正对金属薄板C、D,相距也为d,车和C、D板总质量为m,一质量为m的金属小球(视为质点)紧贴A板下端,此时小球电荷量为q,静止释放,不计一切摩擦,B板和C板下端开有略大于小球直径的小孔,A、B、C、D板均带电,仅考虑A、B板之间形成的电场和C、D板之间形成的电场
,且
,忽略边缘效应,求:
(1)小球经过B板时速度大小;
(2)小球经过C板小孔的同时撤去小车右边的所有装置,并关闭C板下端小孔,在小球第一次从C板运动到D板的过程,小车对地位移的大小;
(3)在第二问基础上,设小球与D板碰撞时间极短且无机械能损失,同时小球立即带上与该板同种的电荷,电荷量仍为q,两板的带电量可认为不变,试推出相邻的两次碰撞之间的时间间隔需满足的规律。
【答案】(1);(2)
;(3)
(n取正整数)
【知识点】带电粒子在匀强电场中的直线运动
、利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题
该题有详细解析可以查阅
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