(13分)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

◎ 题目

(13分)如图所示,两块平行金属板竖直放置,两板间的电势差U=1.5×103 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="20" cm的地方以初速度v0="4" m/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 )进入电场时速度的大小.
(2)金属板的长度L.
(3)小球飞出电场时的动能Ek.

◎ 答案

(1)v1= m/s(2)15m(3)0.175 J

◎ 解析

(1)由动能定理:
v1= m/s
(2)小球到达左板上边缘时的竖直分速度:
vy=    ="2" m/s
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ,则:
tanθ=                                  
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:                
解得:                            
(3)电场中运动过程
                                       
解得Ek="0.175" J 
本题考查带电粒子在电场中的偏转,进入电场之前粒子只受重力做功,由动能定理可求得进入电场前的速度大小,进入电场后,根据力的独立作用原理可知竖直方向受到重力作用,竖直分运动为匀加速直线运动,水平方向受到电场力的作用,水平方向做匀变速直线运动,先把进入电场速度分解为水平和竖直方向,粒子从右端飞出,再由两个分运动公式求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“(13分)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…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】  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。

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