Question

如图所示，两块平行金属板M、N竖直放置，两板间的电势差U=1.5×10³V，现将一质量m=1×10^-2kg、电荷量q=4×10^-5C的带电小球从两板上方的A点以V=4m/s的初速度水平抛出（A点距两板上端的高度h=20cm），之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的B点．不计空气阻力，取g=10m/s^2cy．求：
（1）B点到N板上端的距离L．
（2）小球到达B点时的动能E_K．

Answer 1

【答案】分析：（1）小球沿直线运动碰到N板上的B点，知电场中小球所受合外力方向与运动方向相同，根据平抛运动进入电场时的速度方向求出电场力和重力的关系，从而求出B点到N板上的端的距离L．
（2）根据动能定理先求出小球进入电场前的动能，再根据动能定理求出小球到达B点时的动能．
解答：解：（1）小球到达板上端时的竖直分速度
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ

在电场中小球所受合外力方向与运动方向相同，设板间距为d
∴
解得

答：B点到N板上的端的距离L为0.15m．
（2）进入电场前
电场中运动过程qU+mgL=
解得E_k=0.175J
答：小球到达B点时的动能为0.175J．
点评：解决本题的关键知道平抛运动的规律，以及知道小球进入磁场后速度方向与小球所受的合力方向相同．