如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板h=0.8cm,两板间的电势差为300V,如果两板间电势差减小到60V,则 (1)小球运动的加速度多大?方向如何? (2)带电

问题描述:

如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板h=0.8cm,两板间的电势差为300V,如果两板间电势差减小到60V,则

(1)小球运动的加速度多大?方向如何?
(2)带电小球运动到极板上需多长时间?(板间距为d)

(1)开始小球处于平衡,有:mg=q

U
d
  
当电势差减小到60V,则有:U′=
1
5
U

根据牛顿第二定律得:mg−q
U′
d
=ma

联立代入数据解得:a=8m/s2,方向向下.
(2)根据h=
1
2
at2
得:t=
2h
a
2×0.8×10−2
8
s=
5
50
s

答:(1)小球运动的加速度为8m/s2,方向竖直向下.
(2)带电小球运动到极板的时间为
5
50
s