Question

【題目】如圖，平行板電容器水平放置，兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，極板長為L = 10 m，板間距為d = 5 m。不帶電的小球甲以一定的初速度v1由緊貼上極板的A點(diǎn)從左側(cè)飛入電場(chǎng)中，并剛好打在下極板的中央位置C。另一同質(zhì)量的帶電小球乙以初速度v2由極板中間的B點(diǎn)從左側(cè)飛入電場(chǎng)中，剛好由極板右側(cè)的邊緣D點(diǎn)（圖中未畫出）飛出電場(chǎng)，該過程所經(jīng)歷的時(shí)間為小球甲在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的一半。已知小球甲的質(zhì)量為m = 0.1 kg，小球乙的電荷量大小為q = 1×10-2 C，重力加速度g取10 m/s2。求：

（1）小球甲的初速度v1的大��；

（2）當(dāng)小球乙?guī)д�電時(shí)，兩板之間的電壓U；

（3）當(dāng)小球乙?guī)ж?fù)電時(shí)，其飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek。

Answer 1

【答案】（1）5 m/s（2）500 V（3）25 J

【解析】

（1）對(duì)甲小球：

解得

v1=5m/s

（2）對(duì)乙：

其中

解得

v2=20m/s

a=20m/s2

小球乙?guī)д�電，由牛頓第二定律：

解得

U=500V

（3）當(dāng)小球乙?guī)ж?fù)電時(shí)，則受向上的電場(chǎng)力qE和向下的重力mg，由于合力為

則當(dāng)從下極板邊緣飛出時(shí)的動(dòng)能：