Question

【題目】（題文）靜電噴漆技術(shù)具有效率高，浪費(fèi)少，質(zhì)量好，有利于工人健康等優(yōu)點(diǎn)，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(qiáng)電場(chǎng)．在A板的中央放置一個(gè)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(gè)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(jì)，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(dòng)能；

（2）微粒到達(dá)B板所需的最短時(shí)間；

Answer 1

【答案】（1） （2）0.1s

【解析】

每個(gè)微粒在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力大小為qE，微粒從噴出到落在B板上的過(guò)程，電場(chǎng)力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理求解；微粒初速度方向垂直于極板時(shí)，到達(dá)B板時(shí)間最短。由動(dòng)能求出微粒打在B板上的速度，由運(yùn)動(dòng)公式求出最短時(shí)間。

（1）電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)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(guò)程，根據(jù)動(dòng)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(shí)間最短，則有：

代入數(shù)據(jù)解得：v=6m/s

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：

代入數(shù)據(jù)解得微粒到達(dá)B板所需的最短時(shí)間為：t=0.1s