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在場強為E=0.2N/C的豎直向下勻強電場中有一塊水平放置的接地金屬板,在金屬板的正上方放置一塊厚鉛板A,A的下方中心處離地高為h=0.45m處有一個很小的放射源,它可向各個方向均勻地釋放質量為m=2×10-23kg、電量為q=+10-17C、初速度為v0=1000m/s的帶電粒子.粒子重力不計,粒子最后落在金屬板上.試求:
(1)粒子下落過程中電場力做的功.
(2)粒子到達金屬板所需的最長時間.
(3)粒子最后落在金屬板上所形成的圖形及面積的大小.
分析:(1)由W=Eqd可求得粒子一落過程中電場力所做的功;
(2)粒子水平出射時,到達金屬板的時間最長,由F=Eq可求得電場力,由牛頓第二定律可求得粒子下降的加速度,則由位移公式可求得粒子到達金屬板的時間.
(3)水平拋出的粒子到達的水平距離最遠,則由帶電粒子的類平拋運動的規律可得出圖形及面積.
解答:解:(1)電場對所有粒子做功一樣多,即W=Eqh=0.2×10-17×0.45=9×10-19 J 
(2)水平拋出的粒子由于沒有豎直分速度,到達金屬板時的時間最長,由牛頓第二定律可知:a=
Eq
m
=105 m/s2 
由h=
1
2
at2解得:
t=
2h
a
=3×10-3 s;
(3)由題意可知各方向沿水平方向射出的粒子到達最遠距離,故在金屬板上形成圓形;
由r=vt可知;
半徑為:r=1000m/s×3×10-3 s=3m;
 S=πr2=9πm2 
答:(1)電場力做功為9×10-19 J 
(2)粒子運動的最長時間為3×10-3 s;
(3)粒子形成圓形;面各為9πm2
點評:本題為帶電粒子在電場中的運動,要注意分析題目中粒子的運動情況,從題意中找出最大及最長時間所對應粒子的運動情況.
練習冊系列答案
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(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)粒子到達金屬板所需的最長時間.
(4)粒子最后落在金屬板上所形成的圖形及面積的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

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(1)粒子下落過程中電場力做的功.
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(3)粒子最后落在金屬板上所形成的圖形及面積的大小.

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(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)粒子最后落在金屬板上所形成的圖形及面積的大小.
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(2)粒子到達金屬板所需的最長時間.
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