Question

【題目】（14分）如圖所示，帶有等量異種電荷的平行金屬板M、N豎直放置，M、N兩板間的距離d=0.5 m。現將一質量m=1×10-2 kg、電荷量q=4×10-5 C的帶電小球從兩極板上方的A點以v0=4 m/s的初速度水平拋出，A點距離兩板上端的高度h=0.2 m；之后小球恰好從靠近M板上端處進入兩板間，沿直線運動碰到N板上的C點，該直線與曲線的末端相切。設勻強電場只存在于M、N之間，不計空氣阻力，取g=10 m/s2。求：

（1）小球到達M極板上邊緣B位置時速度的大小和方向；

（2）M、N兩板間的電場強度的大小和方向；

（3）小球到達C點時的動能。

Answer 1

【答案】（1）大小為m/s 方向為（θ為速度方向與水平方向的夾角）

（2）大小為5×103 N/C 方向為水平向右 （3）0.225 J

【解析】（1）小球平拋運動過程水平方向做勻速直線運動，vx=v0=4 m/s（1分）

豎直方向做勻加速直線運動，，vy=gt1=2 m/s（2分）

得解：m/s（1分）

方向，（θ為速度方向與水平方向的夾角）（1分）

（2）小球進入電場后，沿直線運動到C點，所以重力與電場力的合力即沿該直線方向

（2分）

得解： N/C，方向水平向右（2分）

（3）進入電場后，小球受到的合外力（1分）

B、C兩點間的距離，（1分）

從B到C由動能定理得：（1分）

解得：EkC=0.225 J（2分）