题目内容
【题目】如图，平行金属板水平放置，上极板带负电且中心有一个小孔，两板间的距离为3d。一带电为+q的带电小球在小孔正上方的d处静止释放，并恰好运动到下极板，但不会被下极板吸收。已知小球质量为m，重力加速度取g，忽略极板外部电场，不计空气阻力。求：
（1）极板间的电场强度E；
（2）小球从开始释放到第一次刚离开上极板过程中，小球在板外与板间的运动时间之比。
【答案】（1）
；（2）
【解析】
（1）从释放到下极板，由动能定理，得
mg(d+3d) qE·3d=0
解得
（2）设运动时间分别为t1和t2，粒子到达小孔时速度为v，由运动对称性可知粒子返回到小孔的速度大小仍为v。由动量定理，得
mgt1=mv0
取向下为正，从进入小孔到返回小孔，有
mgt2qE t2= mvmv
联立解得
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