Question

【題目】（14分）如圖所示，帶有等量異種電荷的平行金屬板M、N豎直放置，M、N兩板間的距離d=0.5 m。現(xiàn)將一質(zhì)量m=1×10-2 kg、電荷量q=4×10-5 C的帶電小球從兩極板上方的A點(diǎn)以v0=4 m/s的初速度水平拋出，A點(diǎn)距離兩板上端的高度h=0.2 m；之后小球恰好從靠近M板上端處進(jìn)入兩板間，沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)碰到N板上的C點(diǎn)，該直線(xiàn)與曲線(xiàn)的末端相切。設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)只存在于M、N之間，不計(jì)空氣阻力，取g=10 m/s2。求：

（1）小球到達(dá)M極板上邊緣B位置時(shí)速度的大小和方向；

（2）M、N兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；

（3）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。

Answer 1

【答案】（1）大小為m/s 方向?yàn)?/span>（θ為速度方向與水平方向的夾角）

（2）大小為5×103 N/C 方向?yàn)?/span>水平向右 （3）0.225 J

【解析】（1）小球平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，vx=v0=4 m/s（1分）

豎直方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，，vy=gt1=2 m/s（2分）

得解：m/s（1分）

方向，（θ為速度方向與水平方向的夾角）（1分）

（2）小球進(jìn)入電場(chǎng)后，沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，所以重力與電場(chǎng)力的合力即沿該直線(xiàn)方向

（2分）

得解： N/C，方向水平向右（2分）

（3）進(jìn)入電場(chǎng)后，小球受到的合外力（1分）

B、C兩點(diǎn)間的距離，（1分）

從B到C由動(dòng)能定理得：（1分）

解得：EkC=0.225 J（2分）