如图所示,要使一质量为m、电量为+q的小球能水平沿直线加速,需要外加一匀强电场.已知平行金属板间距为d,与水平面夹角为θ,要使此小球从A板左端沿直线从静止沿水平方向被加速,恰

问题描述:

如图所示,要使一质量为m、电量为+q的小球能水平沿直线加速,需要外加一匀强电场.已知平行金属板间距为d,与水平面夹角为θ,要使此小球从A板左端沿直线从静止沿水平方向被加速,恰从B板的右端射出,求两金属板间所加电压U是多少?小球从B板右端射出时的速度是多大?(重力加速度为g)

对小球进行受力分析,由题意可知合力应水平向右,
故竖直方向上有qEcosθ=mg,即E=

mg
qcosθ

U=Ed=
mgd
qcosθ

由动能定理得qU=
1
2
mv2

v=
2gd
cosθ

故两金属板间所加电压U=
mgd
qcosθ
,小球从B板右端射出时的速度v=
2gd
cosθ