Question

（2008•安徽模拟）如图所示，电容器固定在一绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，电容为C，右极

Answer 1

解题思路：（1）带电环与极板间相距最近时两者速度相等，选取带电环与电容器构成的系统作为研究对象，根据动量守恒定律，即可求出带电环与左极扳相距最近时的速度大小；（2）根据电场力做功量度电势能变化求解环距左极板最近时环的电势能．（3）对环和电容器分别运用动能定理，可求出此过程中摩擦力大小．

（1）设环和电容器达到的共同速度为v，

对m和M系统动量守恒有：mv₀=（M+m）v

解得：v=

mv0

M+m=

mv0

3m+m=[1/4v0

（2）根据电场力做功量度电势能变化得，环距左板最近时电势能，则得：E＝−q•

U

2＝−

Qq

2c]

（3）设从开始到环距左板最近过程中，电容器移动距离为S，

对电容器，由动能定理，得：F_电S+fS=[1/2Mυ2

对环有：-F_电（S+

d

2]）-f（S+d）=[1/2mv2−

1

2m

v20]

联立解得：f=

3m

v20

8d-[qQ/2ca]

答：

（1）带电环与极板间相距最近时的速度为[1/4v0．

（2）若取左极板的电势为零，当环距左极板最近时环的电势能为-

Qq

2c]．

（3）带电环受到绝缘杆的摩擦力为

3m

v20

8d-[qQ/2ca]．

点评：

本题考点： 动量守恒定律；动能定理的应用．

考点点评： 考查动量守恒定律与动能定理的应用，注意动量守恒定律的守恒条件与方向性，并掌握动能定理的功的正负．