Question

【題目】（題文）靜電噴漆技術(shù)具有效率高，浪費少，質(zhì)量好，有利于工人健康等優(yōu)點，其裝置如圖所示．A、B為兩塊平行金屬板，間距d＝0.40m，兩板間有方向由B指向A，大小為E＝1.0×103N/C的勻強電場．在A板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍P，油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個方向均勻地噴出帶電油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均為v0＝2.0 m/s，質(zhì)量m＝5.0×10－15kg、帶電量為q＝－2.0×10－16C．微粒的重力和所受空氣阻力均不計，油漆微粒最后都落在金屬板B上．試求：

（1）微粒打在B板上的動能；

（2）微粒到達B板所需的最短時間；

Answer 1

【答案】（1） （2）0.1s

【解析】

每個微粒在勻強電場中所受的電場力大小為qE，微粒從噴出到落在B板上的過程，電場力做正功，根據(jù)動能定理求解；微粒初速度方向垂直于極板時，到達B板時間最短。由動能求出微粒打在B板上的速度，由運動公式求出最短時間。

（1）電場力對每個微粒所做的功為：W=qEd=2.0×10-16×1.0×103×0.40J=8.0×10-14J
微粒從A板到B板過程，根據(jù)動能定理得： W=Ekt-Ek0
可得：Ekt=9.0×10-14J

（2）沿垂直于極板方向噴出的微粒到B板的時間最短，則有：

代入數(shù)據(jù)解得：v=6m/s

根據(jù)運動學公式得：

代入數(shù)據(jù)解得微粒到達B板所需的最短時間為：t=0.1s