Question

【题目】如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U=1.5×103V（仅在两板间有电场）．先将一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板的左上方距 两板上端的高度h=20cm的地方以初速度v0=2m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：

（1）小球刚进入极板上边缘时的速度；

（2）金属板的长度L．

Answer 1

【答案】（1）45° （2）0.6m

【解析】

（1）小球未进电场前做平抛运动，根据高度和初速度，求出小球刚进入电场时速度大小和方向；

（2）在电场中粒子沿直线运动，所受的合力方向与运动方向相同，根据几何关系求出板间距离，再由数学知识求出板长。

（1）小球未进电场前做平抛运动，则小球到达左板上边缘时的竖直分速度为：

所以：

设小球刚进入电场时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，则：，解得：θ=45°

（2）小球在电场中沿直线运动，所受到合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则有：

，，解得：