如圖，絕緣平板S放在水平地面上，S與水平面間的動摩擦因數μ＝0.4。兩足夠大的平行金屬板P、Q透過絕緣撐架相連...

問題詳情：

如圖，絕緣平板S放在水平地面上，S與水平面間的動摩擦因數μ＝0.4。兩足夠大的平行金屬板P、Q透過絕緣撐架相連，Q板固定在平板S上，P、Q間存在豎直向上的勻強電場，整個裝置總質量M＝0.48kg ，P、Q間距爲d＝1m，P板的*有一小孔。給裝置某一初速度，裝置向右運動。現有一質量m＝0.04kg、電量q＝1´10-4C的小球，從離P板高h＝1.25m處靜止下落，恰好能進入孔內。小球進入電場時，裝置的速度爲v1＝5m/s。小球進入電場後，恰能運動到Q板且不與Q板接觸。假設小球進入電場後，裝置始終保持初始的運動方向，不計空氣阻力，g取10m/s2。求：

（1）小球剛釋放時，小球與小孔的水平距離x；

（2）勻強電場的場強大小E；

（3）小球從P板到Q板的下落過程中，總勢能的變化量；

（4）當小球返回到P板時，裝置的速度vt。

【回答】

（1）小球自由下落進入小孔用時（２分）

這段時間內裝置在做勻減速運動，其加速度m/s2（２分）

小球與小孔的水平距離爲（２分）

（2）小球下落到Q板時速度爲零

 從最高點到最低點：（1分）

     mg（h＋d）－Eqd ＝0（２分）

N/C（1分）

（3）總勢能變化量：（公式2分，結論1分）

（4）小球在電場中的加速度m/s2（２分）

     小球在電場中運動的時間=0.8s（1分）

     小球進入電場後，裝置的加速度m/s2（1分）

     當小球返回到P板時，裝置的速度m/s（1分）

知識點：安培力與洛倫茲力單元測試

題型：計算題