2021年上海市高考物理电场复习题(56)

2021年上海市高考物理电场复习题

56．如图所示，电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上，两板竖直放置，两极板及木板的总质量为M，整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔，一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中（不计弹丸重力，设电容器周围电场强度为0），弹丸最远可到达距右板为x的P点，求： （1）弹丸在电容器中受到的电场力的大小； （2）x的值；

（3）当弹丸到达P点时，电容器已移动的距离s； （4）电容器获得的最大速度。

【解答】解：（1）板间电压：U=??，粒子所受电场力：F＝qE＝q

??

????

=

????????

；

（2）电荷与电容器组成的系统水平方向动量守恒，以向左为正方向， 由动量守恒得：mv0＝（M+m）v，

对电荷，由动能定理得：﹣Fx=mv2?mv02，

??????????20解得：x=2????(??+??)；

1

212（3）对电容器，由动能定理得：Fs=2Mv2， 解得：s=

????????2??202????(??+??)

2；

1

（4）粒子再从右孔穿出时电容器速度最大，

以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝Mv1﹣mv2， 由能量守恒定律得：mv02=Mv12+mv22，

21

1

212解得：v1=

2????0； ??+??????????

答：（1）粒子受到的电场力为（2）x的值为

2??????????0

；

2????(??+??)

；

2????????2??0

（3）粒子到P时，电容器移动的距离s为

2????(??+??)2；

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（4）电容器获得的最大速度是

2????0??+??

．

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