问题
问答题
如图所示,M、N为两块左右放置的竖直平行金属板,两板的间距为d,有一质量为m、电量为q(q>0)的粒子从N板的内侧下端的A点以竖直向上的速度飞入两板间,而能从M板的B孔水平飞出.已知B比A高2d,重力加速度为g,不计空气阻力,求:
(1)M、N板间的电场强度的大小.
(2)粒子刚飞入时速度为vA,和它从B孔飞出时的速度vB.
(3)粒子从B孔飞出后,落到与A点等高的C点时,速度vC的大小.
答案
(1)由某一运动的分运动的等时性,可知粒子的竖直分运动和水平分运动所经历的时间必然相等.竖直分运动的加速度为g,位移为2d,水平分运动的加速度为
,位移为d,故由运动学关系有竖直方向2d=qE m
gt21 2
水平方向d=
•t2 联解可得:E=qE 2m mg 2q
(2)对粒子的竖直分运动有vA=
=22g•2d
;同理,对水平分运动有vB=gd 2qEd m
将E=
代人得:vB=mg 2q gd
(3)由B到C,只受重力作用,运用动能定理,有mg•2d=
m1 2
-v 2C
m1 2 v 2B
将vB=
代人得:vC=gd 5gd
答:(1)M、N板间的电场强度的大小E=
.mg 2q
(2)粒子刚飞入时速度为vA,和它从B孔飞出时的速度vB=
.gd
(3)粒子从B孔飞出后,落到C点时速度vC=
.5gd