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)
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)
答
(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′=
U,1 5
根据牛顿第二定律得:mg−q
=ma,U′ d
联立代入数据解得:a=8m/s2,方向向下.
(2)根据h=
at2得:t=1 2
=
2h a
s=
2×0.8×10−2
8
s.
5
50
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
s.
5
50
答案解析:抓住带电小球处于平衡得出小球的重力,再结合电场力的变化,根据牛顿第二定律求出小球运动的加速度,结合位移时间公式求出运动的时间.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.
知识点:本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,基础题.