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带电粒子在电场中运动的综合应用
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如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U=1.5×103V（仅在两板间有电场），现将一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20c
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U=1.5×10
3
V（仅在两板间有电场），现将一质量m=1×10
-2
kg、电荷量q=4×10
-5
C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20cm的地方以初速度v
0
=4m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：
（1）金属板的长度L．
（2）小球飞出电场时的动能E
k
．
◎ 答案
（1）小球未进电场前做平抛运动，则小球到达左板上边缘时的竖直分速度：
v
y
=
2gh
=2m/s
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，则：
tanθ=
v
0
v
y
=2
小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，
则：tanθ=
qE
mg
=
qU
mgd
L=
d
tanθ
解得 L=
qU
mg
tan
2
θ
=0.15m
（2）根据动能定理得：
进入电场前：mgh=
1
2
m
v
21
-
1
2
m
v
20
电场中运动过程：
qU+mgL=
E
k
-
1
2
m
v
21
解得 E
k
=0.175J
答：
（1）金属板的长度L=0.15m．
（2）小球飞出电场时的动能E
k
=0.175J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U=1.5×103V（仅在两板间有电场），现将一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20c…”主要考查了你对 【力的合成】，【力的分解】，【牛顿第二定律】，【带电粒子在电场中运动的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/409144.html
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