Question

【题目】（14分）如图所示，带有等量异种电荷的平行金属板M、N竖直放置，M、N两板间的距离d=0.5 m。现将一质量m=1×10-2 kg、电荷量q=4×10-5 C的带电小球从两极板上方的A点以v0=4 m/s的初速度水平抛出，A点距离两板上端的高度h=0.2 m；之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的C点，该直线与曲线的末端相切。设匀强电场只存在于M、N之间，不计空气阻力，取g=10 m/s2。求：

（1）小球到达M极板上边缘B位置时速度的大小和方向；

（2）M、N两板间的电场强度的大小和方向；

（3）小球到达C点时的动能。

Answer 1

【答案】（1）大小为m/s 方向为（θ为速度方向与水平方向的夹角）

（2）大小为5×103 N/C 方向为水平向右 （3）0.225 J

【解析】（1）小球平抛运动过程水平方向做匀速直线运动，vx=v0=4 m/s（1分）

竖直方向做匀加速直线运动，，vy=gt1=2 m/s（2分）

得解：m/s（1分）

方向，（θ为速度方向与水平方向的夹角）（1分）

（2）小球进入电场后，沿直线运动到C点，所以重力与电场力的合力即沿该直线方向

（2分）

得解： N/C，方向水平向右（2分）

（3）进入电场后，小球受到的合外力（1分）

B、C两点间的距离，（1分）

从B到C由动能定理得：（1分）

解得：EkC=0.225 J（2分）