Question

1．如圖所示，帶負電的小球靜止在水平放置的平行板電容器兩板間，距下板h=1cm，兩板間的電勢差為300V，如果兩板間電勢差減小到60V，則帶電小球運動到極板上需多長時間？

Answer 1

分析 當兩板間的電勢差為300V時，帶電小球受重力和電場力處于平衡，當電勢差減小到60V，根據(jù)牛頓第二定律求出小球的加速度，結合位移時間公式求出小球運動的時間．

解答 解：取帶電小球為研究對象，設它帶電荷量為q，則帶電小球受重力mg和電場力qE的作用．
當U₁=300V時，小球平衡：mg=q$\frac{{U}_{1}}zhn5z75$               ①
當U₂=60V時，帶電小球向下板做勻加速直線運動：
mg-q$\frac{{U}_{2}}pz1pvjl$=ma                                 ②
由①②得：$a=\frac{{g（{U_1}-{U_2}）}}{U_1}=8m/{s^2}$③
又h=$\frac{1}{2}$at²④
由③④得代入數(shù)據(jù)解得t=0.05s．
答：帶電小球運動到極板上需0.05s．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的基本運用，通過小球平衡和小球做勻加速運動，結合共點力平衡和牛頓第二定律進行求解．