Question

【題目】靜電噴漆技術具有效率高，浪費少，質量好，有利于工人健康等優點，其裝置如圖所示。A、B為兩塊平行金屬板，間距d=0.4m，兩板間有方向由B指向A，大小為E=1×103N/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=2m/s，質量m=5×10－15kg、帶電量為q=-2×10－16C。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；

（3）微粒最后落在B板上所形成的圖形及面積的大小。

Answer 1

【答案】（1）；（2）0.1s；（3）圓形，面積為0.25m2

【解析】

（1）據動能定理，電場力對每個微粒做功為

代入數據解得微粒打在B板上時動能

（2）微粒初速度方向垂直于極板時，到達B板時間最短，到達B板時速度為vt，有

代入數據解得

根據勻加速直線運動的規律，則有

代入數據解得

（3）微粒落在B板上所形成的圖形是圓形，加速度

根據微粒做類平拋運動的規律，則有

圓面積為