题目内容
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V0=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/s2cy．求：（1）B点到N板上端的距离L．
（2）小球到达B点时的动能EK．
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．
（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vy=
=2m/s
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ
tanθ=
=2
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
∴tanθ=
=
L=
解得
L=
=0.15m
答：B点到N板上的端的距离L为0.15m．
（2）进入电场前mgh=
mv12-
mv02
电场中运动过程qU+mgL=EK-
mv12
解得Ek=0.175J
答：小球到达B点时的动能为0.175J．
| 2gh |
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ
tanθ=
| v0 |
| vy |
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
∴tanθ=
| qE |
| mg |
| qU |
| mgd |
L=
| d |
| tanθ |
L=
| qU |
| mgtan2θ |
答：B点到N板上的端的距离L为0.15m．
（2）进入电场前mgh=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
电场中运动过程qU+mgL=EK-
| 1 |
| 2 |
解得Ek=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．
练习册系列答案
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）如图13所示，两块平行金属板A、B水平放置，板间距离为d，两金属板分别与电源的正、负极相连接。在距离B板d/2处的O点有一个质量为m的带电液滴恰好保持静止状态，液滴所带电荷为q。