题目内容
如图所示,两平行金属板带等量异号电荷,两板间距离为d,与水平方向成α角放置,一电量为+q、质量为m的带电小球恰沿水平直线从一板的端点向左运动到另一板的端点,求:
(1)该电场的场强大小及小球运动的加速度大小
(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间.
(1)该电场的场强大小及小球运动的加速度大小
(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间.
分析:带电粒子做的是直线运动,说明合力与速度在同一直线上,分析受力可知粒子受电场力的方向及其大小,由牛顿第二定律可得求出加速度的大小;由几何知识求解水平运动距离,然后结合运动学公式s=
at2可以求解运动时间.
1 |
2 |
解答:解:(1)带电小球恰沿水平直线运动,故电场力和重力的合力在水平方向,由平行四边形定制可知F合=mgtanα;故小球运动的加速度大小a=
=gtanα;
在竖直方向上合外力为零,故qE=
,故电场的场强大小E=
;
(2)小球从一板到达另一板运动的距离s=
①;
小球由静止开始匀加速直线运动,即s=
at2②;
由①②可得:t=
;
答:(1)该电场的场强大小为
;小球运动的加速度大小为gtanα;
(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间t=
.
F |
m |
在竖直方向上合外力为零,故qE=
mg |
cosα |
mg |
qcosα |
(2)小球从一板到达另一板运动的距离s=
d |
sinα |
小球由静止开始匀加速直线运动,即s=
1 |
2 |
由①②可得:t=
|
答:(1)该电场的场强大小为
mg |
qcosα |
(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间t=
|
点评:本题的突破点在于粒子做直线运动,故应根据力与运动的关系确定出粒子的受力情况.
练习册系列答案
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如图所示,两平行金属板水平放置,开始开关S合上使平行板电容器带电.板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个不计重力的带电粒子恰能以水平向右的速度沿直线通过两板.在以下方法中,能使带电粒子仍沿水平直线通过两板的是( )
A、把两板间距离减小一半,同时把粒子速率增加一倍 | B、把两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度增大一倍 | C、把开关S断开,两板的距离增大一倍,同时把板间的磁感应强度减为一半 | D、把开关S断开,两板的距离减小一半,同时把粒子速率减小一半 |