如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U=1.5×10 3 V（仅在两板间有电场），现将一质量m=1×10 -
| 如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U=1.5×10 3 V（仅在两板间有电场），现将一质量m=1×10 -2 kg、电荷量q=4×10 -5 C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20cm的地方以初速度v 0 =4m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求： （1）金属板的长度L． （2）小球飞出电场时的动能E k ．  |
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（1）小球未进电场前做平抛运动，则小球到达左板上边缘时的竖直分速度： v y =
2gh =2m/s
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，则： tanθ=
v 0
v y =2
小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，
则：tanθ=
qE
mg =
qU
mgd
L=
d
tanθ 解得 L=
qU
mg tan 2 θ =0.15m
（2）根据动能定理得：
进入电场前：mgh=
1
2 m
v 21 -
1
2 m
v 20
电场中运动过程： qU+mgL= E k -
1
2 m
v 21
解得E k =0.175J
答：
（1）金属板的长度L=0.15m．
（2）小球飞出电场时的动能E k =0.175J．
2gh =2m/s
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，则： tanθ=
v 0
v y =2
小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，
则：tanθ=
qE
mg =
qU
mgd
L=
d
tanθ 解得 L=
qU
mg tan 2 θ =0.15m
（2）根据动能定理得：
进入电场前：mgh=
1
2 m
v 21 -
1
2 m
v 20
电场中运动过程： qU+mgL= E k -
1
2 m
v 21
解得E k =0.175J
答：
（1）金属板的长度L=0.15m．
（2）小球飞出电场时的动能E k =0.175J．
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