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14、(12分)如图所示,一个质量为m带电量为q的带电小球在水平有界匀强电场区域MNPQ的上方,已知匀强电场的场强大小E=3mg/q,场强方向竖直向上,MN和PQ是电场边界,相距为d。现由静止释放小球,若小球向下运动恰好不穿出电场区域。求:

  (1)小球的释放点离MN的距离;

  (2)小球从释放至第二次到达MN的时间。

 

答案与解析:

14、(12分)(1)设小球的释放点离MN的距离h,由动能定理得:(1分)

mg(h+d)-Eqd=0 (3分)

得h=2d (2分)

(2)设此过程小球的最大速度为Vm。因小球先自由落体,又匀减速至0,再向上匀加速至MN时速度为Vm,故此过程平均速度为,设此过程历时t,

 (2分)

且Vm2=2gh,(2分)

(2分)