Question

【題目】如圖，在方向水平向右、大小為的勻強電場中有一個光滑的絕緣平面。一根絕緣細繩兩端分別系著帶電滑塊甲和乙，甲的質量為，帶電量為，乙的質量為，帶電量為。開始時細繩處于拉直狀態。由靜止釋放兩滑塊，時細繩因某種因素斷裂，不計滑塊間的庫侖力。試求：

(1)細繩斷裂前，兩滑塊的加速度；

(2)請定性描述滑塊乙的運動過程；

(3)在整個運動過程中，乙的電勢能增量的最大值。

Answer 1

【答案】(1)0.02m/s2(2)見解析(3)7.2×10－7J

【解析】

(1)對甲乙整體分析有

代入數據有

(2)由于細繩斷裂前整體受到的合力向右，則乙滑塊先向右做勻加速運動，細繩斷裂后，乙滑塊受到的合力向左，則乙向右做勻減速直線運動，當速度減為0再反向做勻加速直線運動；

(3)當乙向右發生的位移最大時，乙的電勢能增量最大，細繩斷裂前，甲、乙發生的位移均為

此時甲、乙的速度均為

細繩斷裂后，乙的加速度變為

從細繩斷裂到乙速度為零，乙發生的位移

整個運動過程乙發生的最大位移為

此時乙的電勢能增量為