Question

在場強為E=100V/m的豎直向下勻強電場中有一塊水平放置的足夠大的接地金屬板，在金屬板的正上方，高為h=0.8m處有一個小的放射源放在一端開口的鉛盒內，如圖8所示.放射物以v₀=200m/s的初速度向此水平面以下各個方向均勻地釋放質量為m=2×10^-15kg、電荷量為q=+10^-12C的帶電粒子.粒子最后落在金屬板上.不計粒子重力，試求：

圖8

(1)粒子下落過程中電場力做的功；

(2)粒子打在板上時的動能；

(3)計算粒子最后落在金屬板上所形成的圖形的面積大小.

Answer 1

(1)W=Eqh=100×10^-12×0.8J=8×10^-11J.

(2)由動能定理可知：W=E_k2-E_k1

E_k2=8×10^-11+2×10^-15×200²/2=1.2×10^-10J.

(3)粒子在豎直方向做勻加速運動

h=數據代入求得t=5.66×10^-3s

最后落在金屬板上所形成的圖形是圓

半徑r=v₀t=1.13m，圓面積S=πr²=4.0m².