Question

【題目】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；

（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）2 m/s （2）5×103 N/C　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，

，

豎直方向做勻加速直線運動，

，

，

解得：

方向

（θ為速度方向與水平方向的夾角）

（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，則

解得：

，

方向水平向右。

(3)進入電場后，小球受到的合外力

B、C兩點間的距離

，

，

從B到C由動能定理得：

解得：

。