一帶電平行板電容器豎直放置,如圖所示,板間距d=0.1m,板間電勢差U=1000V.現從A處以速度vA=3m/...
問題詳情:
一帶電平行板電容器豎直放置,如圖所示,板間距d=0.1m,板間電勢差U=1000V.現從A處以速度vA=3m/s水平向左*出一帶正電的小球(質量m=0.02g、電荷量為q=10﹣7C),經過一段時間後發現小球打在A點正下方的B處,(取g=10m/s2)
(1)分別從水平方向和豎直方向定*分析從A到B的過程中小球的運動情況;
(2)A、B間的距離.
【回答】
帶電粒子在勻強電場中的運動.
【分析】(1)將小球分解成水平方向與豎直方向運動,根據各方向的受力與運動來確定其運動*質;
(2)根據牛頓第二定律與運動學公式,來確定運動到最遠時間,從而可求得豎直方向下落的距離.
【解答】解:(1)在水平方向上,小球開始向左做初速度為vA的勻減速運動,速度變為零後向
右做勻加速運動,直到達到B點,過程中加速度不變,由電場力提供外力.
在豎直方向上,小球向下做初速度為零的勻加速運動,直到達到B點,重力提供外力.
(2)水平方向:電場力為F=q,加速度a=
小球向左運動到最遠的時間為t==0.06 s.
在這段時間內向左運動的距離x=vAt﹣at2=0.09 m<0.1 m,不會撞到左壁.
小球達到B點所用時間為T=2t
豎直方向下落距離即為所求hAB=gT2=7.2 cm.
答:(1)在水平方向上,小球開始向左做初速度為vA的勻減速運動,速度變為零後向
右做勻加速運動,直到達到B點,過程中加速度不變,由電場力提供外力.
在豎直方向上,小球向下做初速度為零的勻加速運動,直到達到B點,重力提供外力.
(2)7.2 cm
【點評】考查如何將運動進行分解,及分解後如何運用動力學規律來解題,注意兩分運動具有等時*.
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:計算題
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