Question

【題目】如圖所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平位置的平行板電容器兩板間，距下板0.8cm，兩板間的電勢(shì)差為300V．如果兩板間電勢(shì)差減小到60V，則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間？

Answer 1

【答案】解：以帶電小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)它帶電量為q，則帶電小球受重力mg和電場(chǎng)力qE的作用．

當(dāng)U1=300 V時(shí)，小球平衡，則有：mg=q ①

當(dāng)U2=60V時(shí)，帶電小球所受的電場(chǎng)力減小，則小球?qū)⑾蛳掳遄鰟蚣铀僦本�運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有：

mg﹣q =ma ②

聯(lián)立①②代入數(shù)據(jù)，得 mg﹣ mg=ma，

即 a= g= =8m/s2．

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有 at2=h

得，t= = s≈0.045s

答：帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需時(shí)間為0.045s．

【解析】利用靜止可以求出小球帶電量，電勢(shì)差減小后可求出場(chǎng)強(qiáng)利用電場(chǎng)力與牛頓第二定律結(jié)合求解時(shí)間。