题目内容

如图所示，一对平行金属板竖直固定在置于光滑水平面上的光滑绝缘板上，它们的总质量为M=0.8kg，金属板间距离为d=0.1m，金属板间加一电压为U=1.0×106V的电源，一个质量为m=0.2kg，带电量为q=-2.0×10-6 C的小球，以一定的初速度从右板底部小孔沿绝缘板射入两金属板之间，小球恰好不与左端金属板相碰，假设小球带电量始终保持不变，求：
（1）小球在两金属板之间运动时的加速度a；
（2）小球射入的初速度v0的大小；
（3）从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时，绝缘板向左滑行的距离s．
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（1）金属板间的场强E=
U
d

由牛顿第二定律得
小球的加速度a=
qE
m
=100m/s2，方向水平向右．
（2）小球在两金属板之间运动时，系统动量守恒．设小球恰好不与左端金属板相碰时，系统的速度为v，由动量守恒定律得
   mv0=（M+m）v
又由能量守恒得
   qU=
1
2
m
v20
-
1
2
(M+m)v2
联立解得   v0=5m/s
（3）以金属板为研究对象，根据动能定理得
   qEs=
1
2
Mv2
代入解得  s=0.02m．
答：（1）小球在两金属板之间运动时的加速度a大小是100m/s2，方向水平向右；
    （2）小球射入的初速度v0的大小是5m/s；
    （3）从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时，绝缘板向左滑行的距离s是0.02m．
练习册系列答案
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（2011?桂林一模）如图所示，一对平行金属板竖直固定在置于光滑水平面上的光滑绝缘板上，它们的总质量为M=0.8kg，金属板间距离为d=0.1m，金属板间加一电压为U=1.0×106V的电源，一个质量为m=0.2kg，带电量为q=-2.0×10-6 C的小球，以一定的初速度从右板底部小孔沿绝缘板射入两金属板之间，小球恰好不与左端金属板相碰，假设小球带电量始终保持不变，求：
（1）小球在两金属板之间运动时的加速度a；
（2）小球射入的初速度v0的大小；
（3）从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时，绝缘板向左滑行的距离s．

如图所示，一对平行金属板水平放置，板间距离为d，板间有磁感应强度为B的垂直于纸面向里的匀强磁场，将金属板接入如图所示的电路，已知电源的内电阻为r，滑动变阻器的总电阻为R，现将开关K闭合，并将滑动触头P调节至距离电阻R的右端为其总长度的1/4时，让一个质量为m、电量为q宏观带电粒子从两板间的正中央以某一初速度水平飞入场区，发现其恰好能够做匀速圆周运动。

（1）试判断该粒子的电性，求电源的电动势；

（2）若将滑动触头P调到电阻R的正中间位置时，该粒子仍以同样的状态入射，发现其沿水平方向的直线从板间飞出，求该粒子进入场区时的初速度；

（3）若将滑块触头P调到最左边，该粒子仍以同样的状态入射，发现其恰好从金属板的边缘飞出，求粒子飞出时的动能。

. 如图所示，一对平行金属板水平放置，板间距离为d。两板与直流电源连接，电源电压为U。把一个质量为m的带电绝缘小球（可视为质点）从M上方h高处自由下落，进入电场后恰好不打在N板上。求（1）小球的电性（2）带电量的大小（3）小球电势能的变化情况。

 
如图所示，一对平行金属板竖直固定在置于光滑水平面上的光滑绝缘板上，它们的总质量为M=0.8kg，金属板间距离为d=0.1m，金属板间加一电压为U=1.0×106V的电源，一个质量为m=0.2kg，带电量为q=-2.0×10-6 C的小球，以一定的初速度从右板底部小孔沿绝缘板射入两金属板之间，小球恰好不与左端金属板相碰，假设小球带电量始终保持不变，求：
（1）小球在两金属板之间运动时的加速度a；
（2）小球射入的初速度v的大小；
（3）从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时，绝缘板向左滑行的距离s．

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