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如图所示,两带有等量异种电荷的平行金属板M.N竖直放置,两板间的距离d=0.5m...

manfen5.com 满分网如图所示,两带有等量异种电荷的平行金属板M.N竖直放置,两板间的距离d=0.5m.现将一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两极板上方A点以v=4m/s的初速度水平抛出,A点距离两板上端的高度h=0.2m,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/s2.设匀强电场只存在于M、N之间.
求:
(1)两极板间的电势差;
(2)小球由A到B所用总时间;
(3)小球到达B点时的动能.
(1)根据平抛运动的基本公式求出小球刚进入电场时竖直方向的速度,小球在电场中做直线运动,求出电场力与重力的关系,根据U=Ed即可求得电势差; (2)求出从A到B竖直方向的高度,根据平抛运动的基本公式即可求得运动时间; (3)从A到B的过程中运用动能定理即可求解. 【解析】 (1)小球到达板上端时的竖直分速度 设小球在电场中做直线运动时,运动方向与水平方向的夹角为θ,则 tanθ== 所以E= U=Ed= (2)设B点到极板上端的距离为L,则L=dtanθ 在竖直方向上:h+L= 解得:t=0.3s (3)从A到B运用动能定理得: mg(h+L)+qEd= 解得:=0.225J 答:(1)两极板间的电势差为2.5×103V; (2)小球由A到B所用总时间为0.3s; (3)小球到达B点时的动能为0.225J.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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