Question

(12分)一帶電平行板電容器豎直放置，如圖所示．板間距d＝0.1 m，板間電勢差U＝1000 V．現(xiàn)從A處以速度v_A＝3 m/s水平向左射出一帶正電的小球(質(zhì)量m＝0.02 g、電荷量為q＝10^{－7 C)}，經(jīng)過一段時間后發(fā)現(xiàn)小球打在A點正下方的B處，(取g＝10 m/s²)求：

(1)分別從水平方向和豎直方向定性分析從A到B的過程中小球的運動情況；
(2)A、B間的距離．

Answer 1

(1)見解析　(2)7.2 cm

(1)在水平方向上，小球開始向左做初速度為v_A的勻減速運動，速度變?yōu)榱愫笙?br />右做勻加速運動，直到達(dá)到B點，過程中加速度不變，由電場力提供外力．
在豎直方向上，小球向下做初速度為零的勻加速運動，直到達(dá)到B點，重力提供外力．
(2)水平方向：電場力為F＝q，加速度a＝
小球向左運動到最遠(yuǎn)的時間為t＝＝0.06 s.
在這段時間內(nèi)向左運動的距離x＝v_At－at²＝0.09 m<0.1 m，不會撞到左壁．
小球達(dá)到B點所用時間為T＝2t
豎直方向下落距離即為所求h_AB＝gT²＝7.2 cm.
本題考查帶電粒子在電場中的運動，加速度由電場力提供，當(dāng)運動到最遠(yuǎn)時速度減小到零，由運動學(xué)共識可判斷運動位移小于0.1m，可知物體不會撞到左壁