Question

【题目】如图所示，两带有等量异种电荷的平行金属板M、N竖直放置，两板间的距离d＝0.4m，现将一质量m＝1.0×10－2kg、电荷量q＝＋4×10－5C的带电小球从两极板上方A点，以v0＝2m/s的初速度水平抛出，A点距离两板上端的高度h＝0.2m，之后小球恰从M板顶端位置无碰撞地进入板间，后做直线运动，直至打在N板上的B点，设空气阻力不计，g＝10m/s2，匀强电场只存在于M、N之间，求：

⑴小球进入电场时的速度大小和方向；

⑵两极板间的电势差U；

⑶小球到达B点时的动能。

Answer 1

【答案】(1) ,方向与水平成45° (2)U=1000V (3)EkB=0.12J

【解析】试题分析：⑴小球开始时做平抛运动，设小球进入电场时的速度大小为v，方向与水平方向间的夹角为θ，根据动能定理有：mgh＝－

解得：v＝＝m/s＝m/s

根据几何关系有：cosθ＝＝，即θ＝45°

⑵由于小球进入电场后做直线运动，因此所受合力方向与速度方向共线，即所受电场力方向只能水平指向N板，所以有： ＝mgtanθ

解得两极板间的电势差为：U＝＝1000V

⑶对全程，根据动能定理有：mg(h＋dtanθ)＋qU＝EkB－

解得：EkB＝mg(h＋dtanθ)＋qU＋＝0.12J