Question

【題目】如圖所示，一平行板電容器板長L=4cm，板間距離為d=3cm，傾斜放置，使板面與水平方向夾角α=37°，若兩板間所加電壓U=100V，一帶電荷量q=3×10﹣10 C的負電荷以v0=0.5m/s的速度自A板左邊緣水平進入電場，在電場中沿水平方向運動，并恰好從B板右邊緣水平飛出，（g取10m/s2 ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）則

（1）帶電粒子的質量為多少？

（2）帶電粒子從電場中飛出時的速度為多少？

Answer 1

【答案】（1）帶電粒子質量為8×10﹣8kg；

（2）粒子飛出時的速度為1m/s．

【解析】

試題（1）負電荷在電場中受到重力和電場力，而做直線運動，電場力與重力的合力必定沿此直線方向，否則就做曲線運動．根據力的合成，由重力與電場力的關系求解質量；

（2）電荷運動過程中，重力不做功，只有電場力做功，根據動能定理求解微粒飛出時的速度．

解：（1）根據題意畫出帶電液滴的受力圖如圖所示，由圖可得：

qEcosα=mg，

E=

解得：

m=kg=8×10﹣8kg

（2）對液滴由動能定理得：，

代入數據解得v=1m/s．

答：（1）帶電粒子質量為8×10﹣8kg；

（2）粒子飛出時的速度為1m/s．