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  • 1. (2016高三上·湖北期中)

    如图,绝缘平板S放在水平地面上,S与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.两足够大的平行金属板P、Q通过绝缘撑架相连,Q板固定在平板S上,P、Q间存在竖直向上的匀强电场,整个装置总质量M=0.48kg,P、Q间距为d=1m,P板的中央有一小孔.给装置某一初速度,装置向右运动.现有一质量m=0.04kg、电量q=+1×104C的小球,从离P板高h=1.25m处静止下落,恰好能进入孔内.小球进入电场时,装置的速度为v1=5m/s.小球进入电场后,恰能运动到Q板且不与Q板接触.忽略平行金属板外部的电场对小球运动的影响,不计空气阻力,g取10m/s2

    1. (1) 求匀强电场的场强大小E;

    2. (2) 求当小球第一次返回到P板时,装置的速度v2

    3. (3) 小球第一次与P板碰撞时间极短,碰后速度大小不变,方向反向,碰后电量变为q’=﹣4×104C.求从小球进入电场到第二次到达Q板过程中,绝缘平板S与地面因为摩擦而产生的热量.(由于小球带电量很小,碰撞过程对P、Q上的电荷分布的影响可以忽略,可认为碰撞前后两金属板间的电场保持不变)

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