问题详情:
一带电平行板电容器竖直放置,如图所示,板间距d=0.1m,板间电势差U=1000V.现从A处以速度vA=3m/s水平向左*出一带正电的小球(质量m=0.02g、电荷量为q=10﹣7C),经过一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,(取g=10m/s2)
(1)分别从水平方向和竖直方向定*分析从A到B的过程中小球的运动情况;
(2)A、B间的距离.
【回答】
带电粒子在匀强电场中的运动.
【分析】(1)将小球分解成水平方向与竖直方向运动,根据各方向的受力与运动来确定其运动*质;
(2)根据牛顿第二定律与运动学公式,来确定运动到最远时间,从而可求得竖直方向下落的距离.
【解答】解:(1)在水平方向上,小球开始向左做初速度为vA的匀减速运动,速度变为零后向
右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力.
在竖直方向上,小球向下做初速度为零的匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力.
(2)水平方向:电场力为F=q,加速度a=
小球向左运动到最远的时间为t==0.06 s.
在这段时间内向左运动的距离x=vAt﹣at2=0.09 m<0.1 m,不会撞到左壁.
小球达到B点所用时间为T=2t
竖直方向下落距离即为所求hAB=gT2=7.2 cm.
答:(1)在水平方向上,小球开始向左做初速度为vA的匀减速运动,速度变为零后向
右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力.
在竖直方向上,小球向下做初速度为零的匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力.
(2)7.2 cm
【点评】考查如何将运动进行分解,及分解后如何运用动力学规律来解题,注意两分运动具有等时*.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题