Question

【題目】如圖所示，一平行板電容器板長(zhǎng)L=4cm，板間距離為d=3cm，傾斜放置，使板面與水平方向夾角α=37°，若兩板間所加電壓U=100V，一帶電荷量q=3×10﹣10 C的負(fù)電荷以v0=0.5m/s的速度自A板左邊緣水平進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中沿水平方向運(yùn)動(dòng)，并恰好從B板右邊緣水平飛出，（g取10m/s2 ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）則

（1）帶電粒子的質(zhì)量為多少？

（2）帶電粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度為多少？

Answer 1

【答案】（1）帶電粒子質(zhì)量為8×10﹣8kg；

（2）粒子飛出時(shí)的速度為1m/s．

【解析】

試題（1）負(fù)電荷在電場(chǎng)中受到重力和電場(chǎng)力，而做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力的合力必定沿此直線(xiàn)方向，否則就做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．根據(jù)力的合成，由重力與電場(chǎng)力的關(guān)系求解質(zhì)量；

（2）電荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力不做功，只有電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)能定理求解微粒飛出時(shí)的速度．

解：（1）根據(jù)題意畫(huà)出帶電液滴的受力圖如圖所示，由圖可得：

qEcosα=mg，

E=

解得：

m=kg=8×10﹣8kg

（2）對(duì)液滴由動(dòng)能定理得：，

代入數(shù)據(jù)解得v=1m/s．

答：（1）帶電粒子質(zhì)量為8×10﹣8kg；

（2）粒子飛出時(shí)的速度為1m/s．