(2008•安徽模拟)如图所示,电容器固定在一绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,电容为C,右极
1个回答

解题思路:(1)带电环与极板间相距最近时两者速度相等,选取带电环与电容器构成的系统作为研究对象,根据动量守恒定律,即可求出带电环与左极扳相距最近时的速度大小;(2)根据电场力做功量度电势能变化求解环距左极板最近时环的电势能.(3)对环和电容器分别运用动能定理,可求出此过程中摩擦力大小.

(1)设环和电容器达到的共同速度为v,

对m和M系统动量守恒有:mv0=(M+m)v

解得:v=

mv0

M+m=

mv0

3m+m=[1/4v0

(2)根据电场力做功量度电势能变化得,环距左板最近时电势能,则得:E=−q•

U

2=−

Qq

2c]

(3)设从开始到环距左板最近过程中,电容器移动距离为S,

对电容器,由动能定理,得:FS+fS=[1/2Mυ2

对环有:-F(S+

d

2])-f(S+d)=[1/2mv2−

1

2m

v20]

联立解得:f=

3m

v20

8d-[qQ/2ca]

答:

(1)带电环与极板间相距最近时的速度为[1/4v0.

(2)若取左极板的电势为零,当环距左极板最近时环的电势能为-

Qq

2c].

(3)带电环受到绝缘杆的摩擦力为

3m

v20

8d-[qQ/2ca].

点评:

本题考点: 动量守恒定律;动能定理的应用.

考点点评: 考查动量守恒定律与动能定理的应用,注意动量守恒定律的守恒条件与方向性,并掌握动能定理的功的正负.

相关问题