题目内容
有一带负电的小球，其带电量q=-2×10-3C．如图所示，开始时静止在场强E=200N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板要S，小球与挡板S的距离h=5cm，与A板距离H=45cm，重力作用不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍，已知k=
，而碰后小球的速度大小不变．（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则电场中P点的电势为多少？小球在P点时的电势能为多少？（电势能用E来表示）
（2）小球从P点出发第一次回到最右端的过程中电场力对小球做了多少功？
（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？（取lg1.2=0.08）
【答案】分析：（1）根据电势差与电场强度的关系求出SP之间的电势差，进而求出P点的电势，根据动能定理求出小球第一次到达挡板S时的动能；
（2）设小球与挡板相碰后向右运动，根据动能定理即可求解；
（3）先求出的碰撞n次后，小球向右移动最远距离为hn表达式，运用数学知识求解即可求解．
解答：解：
（1）S、P间电势差 U=US-UP，
又U=Eh=200×0.05=10V），
由题 US=0，则得UP=-10V
小球第一次到达挡板时，由动能定理得E=Eqh=200×2×10-3×5×10-2=0.02J
（2）根据动能定理得：
，
，
则小球从P点出发第一次回到最右端的过程中，电场力对小球做功 W=W1+W2=0
（3）由动能定理得
，
当碰撞1次后，小球与挡板相碰后向右运动距离为h1，则
，
，
同理有
…，
推得当碰撞n次后，
，
有
，
所以小球经过13次碰撞后，才能抵达A板．
答：
（1）设匀强电场中挡板S所在位置处电势为零，则电场中P点的电势为-10V，小球第一次到达挡板S时的动能为0.02J；
（2）小球从P点出发第一次回到最右端的过程中，电场力对小球做功 W=W1+W2=0
（3）小球经过13次碰撞后，才能抵达A板．
点评：本题主要考查了带电粒子在电场中运动的问题，要知道电场力做的功等于电势差乘以电荷量，匀强电场中电场力做的功等于电场力乘以位移，注意动能定理在粒子运动的应用．
（2）设小球与挡板相碰后向右运动，根据动能定理即可求解；
（3）先求出的碰撞n次后，小球向右移动最远距离为hn表达式，运用数学知识求解即可求解．
解答：解：
（1）S、P间电势差 U=US-UP，
又U=Eh=200×0.05=10V），
由题 US=0，则得UP=-10V
小球第一次到达挡板时，由动能定理得E=Eqh=200×2×10-3×5×10-2=0.02J
（2）根据动能定理得：
，，则小球从P点出发第一次回到最右端的过程中，电场力对小球做功 W=W1+W2=0
（3）由动能定理得
，当碰撞1次后，小球与挡板相碰后向右运动距离为h1，则
，，同理有
…，推得当碰撞n次后，
，有
，所以小球经过13次碰撞后，才能抵达A板．
答：
（1）设匀强电场中挡板S所在位置处电势为零，则电场中P点的电势为-10V，小球第一次到达挡板S时的动能为0.02J；
（2）小球从P点出发第一次回到最右端的过程中，电场力对小球做功 W=W1+W2=0
（3）小球经过13次碰撞后，才能抵达A板．
点评：本题主要考查了带电粒子在电场中运动的问题，要知道电场力做的功等于电势差乘以电荷量，匀强电场中电场力做的功等于电场力乘以位移，注意动能定理在粒子运动的应用．
练习册系列答案
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有一带负电的小球，其带电荷量q=-2×10-4C．如图所示，开始时静止在场强E=2×103V/m的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=4cm，与A板距离H=36cm，小球的重力忽略不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电荷量减少到碰前的k倍，已知k=7/8，碰撞过程中小球的机械能没有损失．
（2011?徐州模拟）如图所示，有一带负电的小球，其带电量q=-2×10-3C．开始时静止在场强E=200N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=5cm，与A板距离H=45cm，重力作用不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍，已知