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带电粒子在电场中运动的综合应用
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在场强为E=0.2N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板，在金属板的正上方，高为h=0.45m处有一个小的上下只有挡板的放射源，它向各方向均匀地释放质量为m=2×10
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
在场强为E=0.2N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板，在金属板的正上方，高为h=0.45m处有一个小的上下只有挡板的放射源，它向各方向均匀地释放质量为m=2×10
-23
kg、电量为q=+10
-17
C、初速度为v
0
=1000m/s的带电粒子．粒子重力不计，粒子最后落在金属板上．试求：
（1）粒子下落过程中电场力做的功．
（2）粒子打在板上时的动能．
（3）粒子最后落在金属板上所形成的图形及面积的大小．
◎ 答案
（1）电场对所有粒子做功一样多，即W=Eqh=0.2×10
-17
×0.45=9×10
-19
J
（2）根据动能定理得：W=E
k
-
1
2
m
v
20
得粒子打在板上时的动能为 E
k
=W+
1
2
m
v
20
=9×10
-19
J+
1
2
×2×10
-23
×1000
2
J=1.09×10
-17
J
（3）由题意可知各方向沿水平方向射出的粒子到达最远距离，故在金属板上形成圆形；
水平抛出的粒子由于没有竖直分速度，到达金属板时的时间最长，由牛顿第二定律可知：
a=
Eq
m
=10
5
m/s
2
由h=
1
2
a
t
2
解得：
t=
2h
a
=3×10
-3
s；
由r=vt可知；半径为：r=1000m/s×3×10
-3
s=3m；
面积的大小为 S=πr
2
=9πm
2
答：（1）电场力做功为9×10
-19
J
（2）粒子打在板上时的动能为1.09×10
-17
J．
（3）粒子形成圆形，半径为3m；面积为9πm
2
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“在场强为E=0.2N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板，在金属板的正上方，高为h=0.45m处有一个小的上下只有挡板的放射源，它向各方向均匀地释放质量为m=2×10…”主要考查了你对 【动能定理】，【带电粒子在电场中运动的综合应用】 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/202212/409218.html
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