如图所示,将平行板电容器极板竖直放置,两板间距离d=0.1m,电势差U=1000V,一个质量m=0.2g,带正电q=10-7C的小球(球大小可忽略不计),用l=0.025m长的丝线悬于电容器极板

◎ 题目

如图所示,将平行板电容器极板竖直放置,两板间距离d=0.1m,电势差U=1000V,一个质量m=0.2g,带正电q=10-7C的小球(球大小可忽略不计),用l=0.025m长的丝线悬于电容器极板间的O点.现将小球拉到丝线呈水平伸直的位置A,然后放开.假如小球运动到O点正下方B点处时,小球突然与线脱开,以后发现小球恰能通过B点正下方的C点(C点在电场中).设小球在运动过程中不与板相碰(g取10m/s2),求:
(1)小球到达B点的速度大小;
(2)B、C两点间的距离.
魔方格

◎ 答案

(1)电场强度   E=
U
d
=104(V/m)

小球由A→B过程中,电场力、重力做功,
设小球到达B点时速度为v
mgl-qEl=
1
2
mv2

v=

2(mg-qE)l
m
=0.5(m/s)                                    
(2)小球脱开后,小球水平方向在电场力作用下做匀减速直线运动,竖直方向自由落体运动,
则到达C点所用时间等于水平运动时间,
根据对称性t=
2v
a
=
2v
qE/m
=0.2(s)

所以B、C间距离
.
BC
=
1
2
g t2=0.2(m)  
答:(1)小球到达B点的速度大小是0.5(m/s);
(2)B、C两点间的距离是0.2(m).

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,将平行板电容器极板竖直放置,两板间距离d=0.1m,电势差U=1000V,一个质量m=0.2g,带正电q=10-7C的小球(球大小可忽略不计),用l=0.025m长的丝线悬于电容器极板…”主要考查了你对  【自由落体运动】,【动能定理】,【电场强度的定义式】  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。

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