【題目】如圖所示,帶有等量異種電荷平行金屬板M、N豎直放置,M、N兩板間的距離d05 m。現(xiàn)將一質(zhì)量m1×10-2 kg、電荷量q4×10-5 C的帶電小球從兩極板上方的A點以v04 m/s的初速度水平拋出,A點距離兩板上端的高度h02 m;之后小球恰好從靠近M板上端處進(jìn)入兩板間,沿直線運動碰到N板上的C點,該直線與曲線的末端相切。設(shè)勻強電場只存在于M、N之間,不計空氣阻力,取g10 m/s2。求:

1)小球到達(dá)M極板上邊緣B位置時速度的大小和方向;

2M、N兩板間的電場強度的大小和方向;

3)小球到達(dá)C點時的動能。

【答案】(1)大小為m/s,方向為(θ為速度方向與水平方向的夾角);(2)大小為5×103 N/C;方向為水平向右;(3)0.225J。

【解析】試題解析:(1)(4分)小球平拋運動過程水平方向做勻速直線運動,vxv04 m/s

豎直方向做勻加速速直線運動,,vygt12 m/s

得解:m/s

方向,(θ為速度方向與水平方向的夾角)

2)(3分)小球進(jìn)入電場后,沿直線運動到C點,所以重力與電場力的合力即沿該直線方向。

得解:N/C,方向水平向右。

3)(3分)解法一:進(jìn)入電場后,小球受到的合外力

BC兩點間的距離,

BC由動能定理得:解得:EkC0225J

解法二:進(jìn)入電場后,小球在水平方向做初速度為v0的勻加速直線運動

,m/s2 得解:t201 s

小球到達(dá)C點時的水平速度v1v0axt26 m/s

豎直分速度v2vygt23 m/s vC

EkB0225 J

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