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静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置示意图如图所示．A、B为两块平行金属板，间距d=0.30m，两板间有方向由B指向A、电场强度E=1.0×103N/
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置示意图如图所示．A、B为两块平行金属板，间距d=0.30m，两板间有方向由B指向A、电场强度E=1.0×10
3
N/C的匀强电场．在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的质量m=2.0×10-
15
kg、电荷量为q=-2.0×10
-16
C，喷出的初速度v
0
=2.0m/s．油漆微粒最后都落在金属板B上．微粒所受重力和空气阻力以及微粒之间的相互作用力均可忽略．试求：
（1）微粒落在B板上的动能；
（2）微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间；
（3）微粒最后落在B板上所形成图形的面积．
◎ 答案
（1）据动能定理，电场力对每个微粒做功W=E
kt
-E
k0
=qEd，
微粒打在B板上时的动能
E
kt
=W+
E
k0
=qEd+
1
2
m
v
20
代入数据解得：E
kt
=6.4×10
-14
J
（2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短，到达B板时速度为v
t
，有
E
kt
=
1
2
m
v
2t
可得v
t
=8.0m/s．
由于微粒在两极板间做匀加速运动，即
d
t
=
v
0
+
v
t
2
可解得 t=0.06s
（3）由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向，因此微粒落在B板上所形成的图形是圆形．对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒，在电场中做抛物线运动，根据牛顿第二定律，油漆颗粒沿电场方向运动的加速度
a=
Eq
m
运动的位移
d=
1
2
a
t
1
2
油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动，运动的位移即为落在B板上圆周的半径R=v
0
t
1
微粒最后落在B板上所形成的圆面积 S=πR
2
联立以上各式，得
S=
2πmd
v
20
qE
代入数据解得 S=7.5ⅹ10
-2
m
2
答：（1）微粒落在B板上的动能为6.4×10
-14
J；
（2）微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间为0.06s；
（3）微粒最后落在B板上所形成图形的面积为7.5ⅹ10
-2
m
2
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置示意图如图所示．A、B为两块平行金属板，间距d=0.30m，两板间有方向由B指向A、电场强度E=1.0×103N/…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与时间的关系】，【牛顿第二定律】，【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/342063.html
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