Question

如圖所示，板長L=10cm，板間距離d=10cm的平行板電容器水平放置，它的左側(cè)有與水平方向成60°角斜向右上方的勻強電場，某時刻一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球由O點靜止釋放，沿直線OA從電容器C的中線水平進入，最后剛好打在電容器的上極板右邊緣，O到A的距離X=cm，（g取10m/s²）求：
（1）電容器外左側(cè)勻強電場的電場強度E的大�。�
（2）小球剛進入電容器C時的速度V的大�。�
（3）電容器C極板間的電壓U．

Answer 1

【答案】分析：（1）進入電場前，小球做勻加速直線運動，受重力和電場力，合力水平向右，根據(jù)平行四邊形定則求解出合力和電場力；
（2）多O到A過程根據(jù)動能定理列式求解即可；
（3）小球在電容器中做類似平拋運動，根據(jù)分位移公式列式求解即可．
解答：解：（1）由于帶電小球做直線運動，因此小球所受合力沿水平方向，則：…①
解得：
（2）從O點到A點，由動能定理得：_^…②
解之得：v=3m/s
（3）小球在電容器C中做類平拋運動，
水平方向：L=vt…③
豎直方向：…④
根據(jù)牛頓第二定律，有：…⑤
③④⑤聯(lián)立求解得：
答：（1）電容器外左側(cè)勻強電場的電場強度E的大小為；
（2）小球剛進入電容器C時的速度V的大小為3m/s；
（3）電容器C極板間的電壓U為．
點評：本題關(guān)鍵明確小球的運動規(guī)律，然后根據(jù)動能定理、類平拋運動分位移公式和牛頓第二定律列式后聯(lián)立求解即可．