Question

如图15所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U＝1.5×10³ V(仅在两板间有电场)，现将一质量m＝1×10^{－2 kg}、电荷量q＝4×10^{－5 C}的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h＝20 cm的地方以初速度v₀＝4 m/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)金属板的长度L.

(2)小球飞出电场时的动能E_k.

Answer 1

答案　(1)0.15 m　(2)0.175 J

解析　(1)小球到达左板上边缘时的竖直分速度：

v_y＝＝2 m/s

设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，则：

tan θ＝＝2

小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则：tan θ＝＝

L＝，解得L＝＝0.15 m

(2)进入电场前mgh＝mv－mv

电场中运动过程qU＋mgL＝E_k－mv

解得E_k＝0.175 J

图16