如圖所示,M、N是水平放置的一對(duì)金屬板,其中M板中央有一個(gè)小孔O,板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng).AB是一長(zhǎng)9L的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿,在桿上等間距地固定著10個(gè)完全相同的帶正電小球,每個(gè)小球的電荷量為q、質(zhì)量為m,相鄰小球距離為L(zhǎng).現(xiàn)將最下端小球置于O處,然后將AB由靜止釋放,AB在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持豎直.經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),在第4個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)到第5個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)這一過程中AB做勻速運(yùn)動(dòng).求
(1)第4個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)后桿與小球受力平衡,得:10mg-4Eq=0,
所以:
E= (2)第4個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)之前,重力做功與電場(chǎng)力做功的和等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加:
10mg?3L?EqL(1+2+3)=10mv2代人數(shù)據(jù)解得:V=
答:(1)兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E大小為
E=;
(2)勻速運(yùn)動(dòng)過程中速度v=
.