如图,真空中水平放置的平行金属板,相距d,上板带负电,下板带等量的正电,两板间电压为U,上板的正*有一个小孔,在小孔正上方h高处,有一个质量为m的带电小球由静止开始下落,经小孔进入两板之间的电场中(两板之外没有电场),为了使小球不与下板相碰,小球应带什么电荷?带电荷量至少要多大?

问题描述:

如图,真空中水平放置的平行金属板,相距d,上板带负电,下板带等量的正电,两板间电压为U,上板的正*有一个小孔,在小孔正上方h高处,有一个质量为m的带电小球由静止开始下落,经小孔进入两板之间的电场中(两板之外没有电场),为了使小球不与下板相碰,小球应带什么电荷?带电荷量至少要多大?

小球不碰下板,必须受电场力向上,故小球带正电;
小球下落全过程中有重力和电场力做功,根据动能定理,有:
mg(h+d)-qU=0
解得:q=

mg(h+d)
U

答:小球应带正电荷,带电荷量至少为
mg(h+d)
U

答案解析:小球不碰下板,必须受电场力向上;小球带电量最小时,小球恰好能够运动到下极板,根据动能定理全程列式即可.
考试点:电势差与电场强度的关系;动能定理.

知识点:本题关键是明确小球的受力情况和运动情况,然后根据动能定理列式求解,不难.