问题标题:
【如图所示,一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A,其电荷量Q=+4×10-3C,试探电荷在场源电荷A形成的电场中具有的电势能的表达式为Ep=kQqr,其中r为A与试探电】
问题描述:

如图所示,一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A,其电荷量Q=+4×10-3 C,试探电荷在场源电荷A形成的电场中具有的电势能的表达式为Ep=kQqr,其中r为A与试探电荷之间的距离,k为静电力常量.现有一个质量为m=0.1kg的带正电的小球B,它与A球间的距离为a=0.4m,此时小球B处于平衡状态.另一质量为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落,与小球B发生碰撞(碰撞时间极短)并立刻与小球B粘在一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动(取g=10m/s2,k=9×109 N•m2/C2).求:

(1)小球C与小球B碰撞前的速度v0的大小?小球B的电荷量q为多少?

(2)小球C与小球B一起向下运动的过程中,最大速度为多少?

杜昌海回答:
  (1)小球C自由下落H时获得速度v0,由机械能守恒得:mgH=12mv20解得:v0=2gH=2×10×0.8m/s=4m/s小球B在碰撞前处于平衡状态,对B球由平衡条件得:mg=kqQa2代入数据得:q=49×10-8 C=4.4×10-9 C.(2)设...
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