题目内容
如图所示，带等量异种电荷的平行金属板，其间距为d，两板间的电势差为U，极板与水平方向成37°角放置，有一质量为m的带电粒子从下极板上端附近释放，恰好沿水平方向从上极板下端穿过电场，求：（1）粒子带何种电荷？电量多少？
（2）粒子的加速度多大？粒子射出电场时的速度多大？
分析：（1）根据粒子恰好沿水平方向运动，可知，电场力与重力的合力，从而确定电场力的方向，再由力的合成，结合三角函数，即可求解；
（2）根据粒子做匀加速直线运动，结合力的平行四边形定则，与牛顿第二定律，可知，加速度的大小，再由动能定理，即可求解．
（2）根据粒子做匀加速直线运动，结合力的平行四边形定则，与牛顿第二定律，可知，加速度的大小，再由动能定理，即可求解．
解答：
解：（1）由题意可知，粒子恰好沿水平方向运动，则电场力与重力的合力水平向右，则电场力的方向斜向上，根据电场线的方向，可知，粒子带负电，由图可知：
mg=Eqcos37°；
且：E=
；
解得：q=
；
（2）由上分析可知，作用在粒子上的合外力为F=mgtan37°，所以有：
a=
=
g．
设粒子离开电场区时速度为v，根据动能定理，则有：
qU=
mv2，
可得：v=
；
答：（1）粒子带负电荷，电量
；
（2）粒子的加速度
g，粒子射出电场时的速度
．
解：（1）由题意可知，粒子恰好沿水平方向运动，则电场力与重力的合力水平向右，则电场力的方向斜向上，根据电场线的方向，可知，粒子带负电，由图可知：mg=Eqcos37°；
且：E=
| U |
| d |
解得：q=
| 5mgd |
| 4U |
（2）由上分析可知，作用在粒子上的合外力为F=mgtan37°，所以有：
a=
| F |
| m |
| 3 |
| 4 |
设粒子离开电场区时速度为v，根据动能定理，则有：
qU=
| 1 |
| 2 |
可得：v=
|
答：（1）粒子带负电荷，电量
| 5mgd |
| 4U |
（2）粒子的加速度
| 3 |
| 4 |
|
点评：考查由粒子的运动情况来确定受力情况，掌握牛顿第二定律与动能定理的应用，理解力的平行四边形定则的运用，注意粒子沿水平方向运动是解题的突破口．
练习册系列答案
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