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  在真空中,竖直放着一个平行板电容器,在它的两极板间有一个带正电的微粒,质量为m=8×10^-5kg,电荷量q=6×10^-8C.这个微粒在电场力和重力共同作用下,从距负极0.4m处,由静止开始运动,经0.4s抵达负

  在真空中,竖直放着一个平行板电容器,在它的两极板间有一个带正电的微粒,质量为m=8×10^-5kg,电荷量q=6×10^-8C.这个微粒在电场力和重力共同作用下,从距负极0.4m处,由静止开始运动,经0.4s抵达负极板

  1.如果两极板相距d=0.6m,则板间电压是多少

  2.微粒在极板间运动的轨迹是什么形式?微粒通过的路程是多少

  3.在整个过程中,电场力和重力各做了多少功(g=10m/s^2)

1回答
2020-05-02 10:41
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罗杰斌

  q=6×10^-8C,m=8×10^-5kg,d1=0.4m,t=0.4s,d=0.6m

  分析:

  ①带点微粒在两极板间受两个恒力:重力、电场力

  ②它们的合力也是一个恒力,由于从静止开始,粒子做沿合力方向的初速度(Vo=0)的匀加速直线运动(而不是类平抛运动)

  1、要求电压U,须先求场强E(用水平方向的分运动求,即可)

  “从距负极0.4m处,由静止开始运动,经0.4s抵达负极板”

  d1=0.4m,t=0.4s

  水平方向加速度a=Eq/m

  水平方向位移d1=0.5at²

  带入数字:0.4=0.5a·0.4²

  1=0.2a

  a=5m/s²

  带入a=Eq/m

  5=E6×10^-8/8×10^-5

  5=E(3/4)x10^-3

  得:E=(20/3)x10^3V/m

  如果两极板相距d=0.6m,则板间电压U=Ed=(20/3)x10^3x0.6=4x10^3V

  2、微粒在极板间运动的轨迹是直线(沿合力方向的直线),微粒通过的路程是多少?

  既然是直线位移=路程

  水平方向位移X1=d1=0.4m

  竖直方向位移X2=0.5gt²=0.5x10x0.4²=0.8m

  位移:

  X²=X1²+X2²=0.4²+0.8²=0.16+0.64=0.8

  X≈0.894m

  即:微粒通过的路程约是0.894m

  3、在整个过程中,电场力和重力各做了多少功?

  W=FS

  电场力做的功W1=EqX1=(20/3)x10^3x6×10^-8x0.4=1.6x10^-4J

  重力做的功W2=mgX2=8×10^-5x10x0.8=6.4x10^-4J

2020-05-02 10:45:20

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