Question

（15分）)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，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零），弹丸未与左板相碰，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。

Answer

（1）

（2）

（3）

【解析】（1） 电容极板电压                                          ………1分

         极板问场强                                           ………2分

     则弹丸在电容器中受到的电场力的大小为             ………2分

（2）弹丸到达P点时两者有共同速度，设为v，由动量守恒有：

                                        ………2分

对弹丸和装置，由功能关系得：            ………2分

         解得                                       ………2分

   （3）对装置，由动能定理得：                        ………2分

         解得                                        ………2分