Question

【題目】如圖所示，水平地面上方分布著水平向右的勻強電場。一“L”形的絕緣硬質管豎直固定在勻強電場中。管的水平部分長為L1=0．2m，離水平面地面的距離為h=5．0m，豎直部分長為L2=0．1m。一帶正電的小球從管的上端口A由靜止釋放，小球與管間摩擦不計且小球通過管的彎曲部分（長度極短可不計）時沒有能量損失，小球在電場中受到的電場力大小為重力的一半。求：

（1）小球運動到管口B時的速度大小；

（2）小球著地點與管的下端口B的水平距離。（g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）2．0m/s（2）4．5m

【解析】

試題分析：（1）在小球從A運動到B的過程中，對小球由動能定理有：mvB2-0=mgl2+F電l1，①

由于小球在電場中受到的靜電力大小為重力的一半，即 F電=mg ②

代入數據可得：vB=2．0m/s③

小球運動到管口B時的速度大小為2．0m/s．

（2）小球離開B點后，設水平方向的加速度為a，位移為s，在空中運動的時間為t，

水平方向有：，④

s=vBt+at2，⑤

豎直方向有：h=gt2，⑥

由③～⑥式，并代入數據可得：s=4．5m．

故小球著地點與管的下端口B的水平距離為4．5m