Question

如圖15所示，兩塊平行金屬板豎直放置，兩板間的電勢差U＝1.5×10³ V(僅在兩板間有電場)，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入電場，在兩板間沿直線運動，從右板的下邊緣飛出電場，求：

(1)金屬板的長度L.

(2)小球飛出電場時的動能E_k.

Answer 1

答案　(1)0.15 m　(2)0.175 J

解析　(1)小球到達左板上邊緣時的豎直分速度：

v_y＝＝2 m/s

設小球此時速度方向與豎直方向之間的夾角為θ，則：

tan θ＝＝2

小球在電場中沿直線運動，所受合力方向與運動方向相同，設板間距為d，則：tan θ＝＝

L＝，解得L＝＝0.15 m

(2)進入電場前mgh＝mv－mv

電場中運動過程qU＋mgL＝E_k－mv

解得E_k＝0.175 J

圖16