[题目]如图.平行金属板水平放置.上极板带负电且中心有一个小孔.两板间的距离为3d.一带电为+q的带电小球在小孔正上方的d处静止释放.并恰好运动到下极板.但不会被下极板吸收.已知小球质量为m.重力加速度取g.忽略极板外部电场.不计空气阻力.求:(1)极板间的电场强度E,(2)小球从开始释放到第一次刚离开上极板过程中.小球在板外与板间的运动题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图，平行金属板水平放置，上极板带负电且中心有一个小孔，两板间的距离为3d。一带电为+q的带电小球在小孔正上方的d处静止释放，并恰好运动到下极板，但不会被下极板吸收。已知小球质量为m，重力加速度取g，忽略极板外部电场，不计空气阻力。求：

（1）极板间的电场强度E；

（2）小球从开始释放到第一次刚离开上极板过程中，小球在板外与板间的运动时间之比。

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）从释放到下极板，由动能定理，得

mg(d+3d) qE·3d=0

解得

（2）设运动时间分别为t1和t2，粒子到达小孔时速度为v，由运动对称性可知粒子返回到小孔的速度大小仍为v。由动量定理，得

mgt1=mv0

取向下为正，从进入小孔到返回小孔，有

mgt2qE t2= mvmv

联立解得

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（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的安培力大小；

（3）导体棒受到的摩擦力．