Question

如圖15所示，兩塊平行金屬板豎直放置，兩板間的電勢(shì)差U＝1.5×10³ V(僅在兩板間有電場(chǎng))，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝1×10^{－2 kg}、電荷量q＝4×10^{－5 C}的帶電小球從兩板的左上方距兩板上端的高度h＝20 cm的地方以初速度v₀＝4 m/s水平拋出，小球恰好從左板的上邊緣進(jìn)入電場(chǎng)，在兩板間沿直線運(yùn)動(dòng)，從右板的下邊緣飛出電場(chǎng)，求：

(1)金屬板的長(zhǎng)度L.

(2)小球飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能E_k.

Answer 1

答案　(1)0.15 m　(2)0.175 J

解析　(1)小球到達(dá)左板上邊緣時(shí)的豎直分速度：

v_y＝＝2 m/s

設(shè)小球此時(shí)速度方向與豎直方向之間的夾角為θ，則：

tan θ＝＝2

小球在電場(chǎng)中沿直線運(yùn)動(dòng)，所受合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，設(shè)板間距為d，則：tan θ＝＝

L＝，解得L＝＝0.15 m

(2)進(jìn)入電場(chǎng)前mgh＝mv－mv

電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程qU＋mgL＝E_k－mv

解得E_k＝0.175 J

圖16