如图所示,在真空中,竖直放着一个平行板电容器,在它的两极板间有一个带正电的微粒,质量为m=8×10-5kg,电荷量q=6

如图所示,在真空中,竖直放着一个平行板电容器,在它的两极板间有一个带正电的微粒,质量为m=8×10-5kg,电荷量q=6×10-8C,这个微粒在电场力和重力共同作用下,从距负极板0.4m处,由静止开始运动,经0.4s抵达负极板.
则:(1)如果两极板相距d=0.6m,则板间电压是多少?
(2)微粒在极板间运动的轨迹是什么形式?微粒通过的路程是多少?
雾小迷仙 1年前 已收到1个回答 举报

f980745 幼苗

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解题思路:(1)将粒子的运动分解为水平方向和竖直方向,结合水平方向上的位移求出加速度,结合牛顿第二定律求出电场强度,从而得出极板间的电压大小.
(2)粒子做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向上的运动规律,求出竖直位移,结合平行四边形定则求出微粒通过的路程.

(1)依题意,微粒在水平方向是经0.4s加速运动了0.4m而抵达负极板.
x=[1/2at2 ①
a=
qE
m] ②
U=Ed ③
由①②③得,U=
2mxd
qt2=
2×8×10−5×0.4×0.6
6×10−8×0.16V=4000V.
(2)微粒在电场中做初速度为零的匀加速直线运动,其轨迹为直线,由图看出,
l=
x2+h2,
x=0.4m,
h=
1
2gt2=
1
2×10×(0.4)2=0.8m,
所以l=
0.42+0.82=

4
5m.
答:(1)极板间的电压为4000V.
(2)微粒在极板间运动的轨迹是直线,路程为

4
5m.

点评:
本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电场强度.

考点点评: 解决本题的关键知道粒子在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,难度不大.

1年前

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