问题 计算题

在场强为E=0.2 N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板,在金属板的正上方放置一块厚铅板A,A的下方中心处离地高为h=0.45 m处有一个很小的放射源,它可向各个方向均匀地释放质量为m=2×10-23 kg、电量为q=+10-17 C、初速度为v0=1000 m/s的带电粒子。粒子重力不计,粒子最后落在金属板上。试求:

小题1:粒子下落过程中电场力做的功。

小题2:粒子到达金属板所需的最长时间。

小题3:粒子最后落在金属板上所形成的图形及面积的大小。

答案

小题1:W=9´1019 J

小题2:a=105 m/s2   t=3´103

小题3:圆形   R=3m    S=9p(或28.26)m2

小题1:电场对所有粒子做功一样多,即W=Eqh=0.2×10-17×0.45=9×10-19 J

小题2:水平抛出的粒子由于没有竖直分速度,到达金属板时的时间最长,由牛顿第二定律可知:a==105 m/s2

由h=at2解得:t==3×10-3 s;

小题3:(3)由题意可知各方向沿水平方向射出的粒子到达最远距离,故在金属板上形成圆形;由r=vt可知;

半径为:r=1000m/s×3×10-3 s=3m; S=πr2=9πm2

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