(12分)有带电平行板电容器竖直放置,如图9示。板间距d=0.1m、板间电势差U=1000V。现从A处以速度vA=3m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m=0.02g、电量为q=10-7C)经过一段时

◎ 题目

(12分)有带电平行板电容器竖直放置,如图9示。板间距d=0.1m、板间电势差U=1000V。现从A处以速度vA=3m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m=0.02g、电量为q=10-7C)经过一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,(g=10m/s2)求:
(1)分别从水平方向和竖直方向定性分析小球从A到B的过程中,小球的运动情况?
(2)A、B间的距离?(小球由A到B的过程中,不会碰到左极板。)

◎ 答案

(1)水平方向小球开始向左做初速度为vA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。         
竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力。  
(2)7.2cm

◎ 解析

(1)水平方向小球开始向左做初速度为vA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。         
竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力。  
(2)水平方向:电场力为        加速度               
小球向左运动到最远的时间为=0.06S                             
在这段时间内向右运动的距离,不会撞倒左壁。
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 
本题考查带电粒子在电场中的加速问题,由力的独立作用原理可知水平方向小球开始向左做初速度为vA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,竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力,在水平方向上由电场力提供加速度,运动到最远距离速度为零,由运动学公式可求得加速度与运动时间,从而求得位移大小,同理在竖直方向由自由落体运动求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)有带电平行板电容器竖直放置,如图9示。板间距d=0.1m、板间电势差U=1000V。现从A处以速度vA=3m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m=0.02g、电量为q=10-7C)经过一段时…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  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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