问题
问答题
如下图所示，现有一质量为
、电荷量
的带电小球在水平光滑绝缘桌面上向右以
的速度匀速直线运动，某时从桌边缘D水平飞出，之后小球恰好从竖直放置的有等量异种电荷的平行金属板P、Q上端E处进入两板间，又沿直线运动碰到Q板上的F点，不计各种阻力，已知DE之间的竖直高度
，两板间的距离
，匀强电场只存在于M、N之间，取
。求：
（1）判断两板带电正负情况，求出两极板间的电势差
。
（2）小球由D到F所用总时间
。
（3）小球到达F点时的动能。
答案
（1）
（2）
（3）
（1）小球进入电场后沿直线运动到F，此过程受力为重力和电场力，可知二者的合力一定沿EF方向，即电场力应该水平向右，因此得P板带正电，Q板带负电。
小球刚刚进入电场时，竖直方向的速度为
，则
设小球在电场中做直线运动时，运动方向与水平方向夹角为
，
则
，
，
。
（2）小球平抛运动过程的时间为
，则
，
。
进入电场后，在水平方向上，
，
，
，
。
（3）小球到达F点时的水平速度
竖直分速度
，
。
或从D到F由动能定理知：
。