Question

如圖所示，兩帶有等量異電荷的平行金屬板M、N豎直放置，M、N兩板間的距離d=0.5m．現將一質量為m=1×10^-2kg、電荷量q=4×10^-5C的帶電小球從兩極板上方A點以v₀=4m/s的初速度水平拋出，A點距離兩板上端的高度h=0.2m，之后小球恰好從靠近M板上端處進入兩板間，沿直線運動碰到N板上的B點，不計空氣阻力，取g=10m/s²．設勻強電場只存在于M、N之間。求：

（1）兩極板間的電勢差；

（2）小球由A到B所用總時間；

（3）小球到達B點時的動能．

Answer 1

（1）

（2）0.3s

（3）0.225J

解析:

（1）設小球剛剛進入電場時，豎直方向的速度為，則

設小球在電場中做直線運動時，運動方向與水平方向夾角為，

則     

（2）小球平拋運動過程的時間為，則，

進入電場后，在水平方向上，

 ，   

（或設B點到極板上端的距離為L，則在豎直方向上：

）

（3）小球到達B點時的水平速度 

豎直分速度

（或從A到B由動能定理知：）