如圖，足夠高的絕緣細管豎直固定，細管內壁光滑。有界勻強電場區域的邊界垂直于豎直管，上邊界固定且距直管上端管口為L，下邊界可沿直管調節場區高度，設場區高度為kL（k＞0）。質量為m、不帶電的絕緣小球a從直管上端管口處由靜止釋放，之后與靜止在電場區域上邊界的帶電小球b碰撞，小球b的質量為5m、電量為+q。已知a、b的直徑略小于管的直徑，a、b碰撞時間極短且沒有機械能損失，b的電荷不發生轉移，重力加速度為g,求：
（1）電場強度E的大小；
（2）a、b第一次碰撞后的瞬間速度v1、v2；
（3）a、b分別在電場區域內和電場區域外發生第二次碰撞對應的k的取值范圍。
【答案】（1）電場強度E的大小為；
（2）a、b第一次碰撞后的瞬間速度：v1=，v2=；
（3）當k≥時，在電場區域內發生第二次碰撞；
當＜k＜時，在電場區域外發生第二次碰撞。
5
mg
q
（2）a、b第一次碰撞后的瞬間速度：v1=
-
2
3
2
g
L
2
g
L
3
（3）當k≥
4
3
當
2
3
4
3
【解答】
【點評】
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發布：2024/11/28 13:30:2組卷：266引用：8難度：0.2
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