Question

【題目】如圖所示，帶負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，兩板間的電勢差為300V．如果兩板間電勢差減小到60V，則帶電小球運動到極板上需多長時間？

Answer 1

【答案】解：以帶電小球為研究對象，設它帶電量為q，則帶電小球受重力mg和電場力qE的作用．

當U1=300 V時，小球平衡，則有：mg=q ①

當U2=60V時，帶電小球所受的電場力減小，則小球將向下板做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有：

mg﹣q =ma ②

聯立①②代入數據，得 mg﹣ mg=ma，

即 a= g= =8m/s2．

由運動學公式，有 at2=h

得，t= = s≈0.045s

答：帶電小球運動到極板上需時間為0.045s．

【解析】利用靜止可以求出小球帶電量，電勢差減小后可求出場強利用電場力與牛頓第二定律結合求解時間。