如图所示，在光滑绝缘水平面上方AB区间内存在水平向右的匀强电场，现有一根电荷分布均匀的绝缘细橡胶棒以v0=20m/s的初速度沿水平面从右侧进入电场区域，已知AB宽度D=1.0m，电场强度E=4×10

Question

如图所示，在光滑绝缘水平面上方AB区间内存在水平向右的匀强电场，现有一根电荷分布均匀的绝缘细橡胶棒以v₀=20m/s的初速度沿水平面从右侧进入电场区域，已知AB宽度D=1.0m，电场强度E=4×10⁵N/C，绝缘细橡胶棒带电量q=+5×10^-5C，质量m=0.01kg，长度L=0.072m，则细橡胶棒在电场内的过程中增加的电势能最大值为______J．细橡胶棒刚好全部进入电场时的速度为______m/s．

Answer 1

当细棒全部进入电场中，停止运动时棒的动能全部转化为电势能时，电势能最大，则根据功能关系得：最大的电势能为 E_pm=(1)/(2)m

v

2 0

=(1)/(2)×0.01×202J=2J．
细橡胶棒从开始到刚好全部进入电场时，电场力做功为 W=-(0+qE)/(2)L=-(5×10−5×4×105)/(2)×0.072J=-0.72J
根据动能定理得：
  W=(1)/(2)mv2−(1)/(2)m

v

2 0

解得：v=√(v20+(2W)/(m))=√(202−(2×0.72)/(0.01))m/s=16m/s．
故答案为：2；16