Question

如圖所示，一個質量為6.4×10^-4  Kg的帶負電微粒在兩塊水平放置的帶電平行金屬板正中央處于靜止狀態．已知平行金屬板間電場強度大小為2×10⁴ N/C，g=10m/s²．求：
（1）帶電平行金屬板A帶何種電荷？
（2）微粒的帶電量多大？相當于多少個電子的電荷量？
（3）若微粒失去1×10¹²個電子，它將以多大加速度運動？若兩平行金屬板間距為0.2m，微粒到達極板時的速度多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）帶電微粒處于靜止狀態，受力平衡，重力與電場力大小相等，方向相反，即可判斷金屬板A帶何種電荷；
（2）根據平衡條件求解微粒的帶電量q．由n=求出相當于多少個電子的電電荷量；
（3）若微粒失去1×10¹²個電子，得到微粒的電荷量，應用牛頓第二定律結合運動學關系式即可解得．
解答：解：（1）帶電微粒處于靜止狀態，受力平衡，重力與電場力大小相等，方向相反，則電場力方向豎直向上，微粒帶負電，則A板帶正電．
（2）由平衡條件得：mg=qE，得q===3.2×10^-7C
  n===2×10¹²（個）
（3）若微粒失去1×10¹²個電子，其電荷量大小為q′=q-1×10¹²e=3.2×10^-7C-1×10¹²×1.6×10^-19C=1.6×10^-7C
根據牛頓第二定律得：a===5m/s²．
由v²=2ax得 =m/s=1m/s
答：
1）帶電平行金屬板A帶正電荷．
2）微粒的帶電量為3.2×10^-7C，相當于2×10¹²個電子的電荷量．
3）若微粒失去1×10¹²個電子，它將以5m/s²加速度運動．若兩平行金屬板間距為0.2m，微粒到達極板時的速度是1m/s．
點評：本題要掌握電子的電荷量e=1.6×10^-19C．運用牛頓第二定律和運動學公式結合求解加速度和速度．