Question

【题目】静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示。A、B为两块平行金属板，间距d=0.4m，两板间有方向由B指向A，大小为E=1×103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为v0=2m/s，质量m=5×10－15kg、带电量为q=-2×10－16C。微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都落在金属板B上。试求：

（1）微粒打在B板上的动能；

（2）微粒到达B板所需的最短时间；

（3）微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小。

Answer 1

【答案】（1）；（2）0.1s；（3）圆形，面积为0.25m2

【解析】

（1）据动能定理，电场力对每个微粒做功为

代入数据解得微粒打在B板上时动能

（2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短，到达B板时速度为vt，有

代入数据解得

根据匀加速直线运动的规律，则有

代入数据解得

（3）微粒落在B板上所形成的图形是圆形，加速度

根据微粒做类平抛运动的规律，则有

圆面积为