如图所示,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上,A球的带电量为+2

2025-05-08 00:04:12
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回答1:

(1)小球B刚进入电场带电系统具有最大速度,从释放带电系统到小球B刚进入电场的过程中,根据动能定理有:2qEL=

1
2
2m
v
?0
vmax
2qEL
m

(2)当带电系统速度第一次为零,B克服电场力做功最多,B增加的电势能最多
设B球在电场中的最大位移为x,由动能定理得:2qE(L+x)-3qEx=0-0
得:x=2L
所以B电势能增加的最大值为:W1=3qE×2L=6qEL
(3)设带电系统由静止释放到小球B刚进入电场的过程中,带电系统运动的时间为t1,则有:L=
1
2
a1t
 

其中:a1
qE
m
,解得t1
2mL
qE

末速度v=a1t1
又设小球B进入电场后至系统速度为零的过程中,带电系统运动的时间为t2
其中:a2
qE
2m

解得t2
v
a2
=2t1=2
2mL
qE

根据对称性可知,带电系统从出发点回到出发点的过程中所用总时间为:t=2t1+2t2
解得:t=6
2mL
qE

答:(1)带电系统运动的最大速度为vmax