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靜電噴漆技術具有效率高,浪費少,質量好,有利于工人健康等優(yōu)點,其裝置示意圖如圖20所示。A、B為兩塊平行金屬板,間距d=0.30m,兩板間有方向由B指向A、電場強度E=1.0×103N/C的勻強電場。在A板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍P,油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個方向均勻地噴出帶電油漆微粒,油漆微粒的質量m=2.0×10-15kg、電荷量為q=-2.0×10-16C,噴出的初速度v0=2.0 m/s。油漆微粒最后都落在金屬板B上。微粒所受重力和空氣阻力以及微粒之間的相互作用力均可忽略。試求:
(1)微粒落在B板上的動能;
(2)微粒從離開噴槍后到達B板所需的最短時間;
(3)微粒最后落在B板上所形成圖形的面積。
(1)據動能定理,電場力對每個微粒做功,微粒打在B板上時的動能               
              (2分)
代入數據解得:         J                          (1分)
(2)微粒初速度方向垂直于極板時,到達B板時間最短,到達B板時速度為vt,有

可得vt=8.0m/s。由于微粒在兩極板間做勻變速運動,即
                            (2分)
可解得                       t ="0.06s                               " (1分)
(3)由于噴槍噴出的油漆微粒是向各個方向,因此微粒落在B板上所形成的圖形是圓形。對于噴槍沿垂直電場方向噴出的油漆微粒,在電場中做拋物線運動,根據牛頓第二定律,油漆顆粒沿電場方向運動的加速度   
運動的位移                          
油漆顆粒沿垂直于電場方向做勻速運動,運動的位移即為落在B板上圓周的半徑
                  (2分)
微粒最后落在B板上所形成的圓面積     S=πR2
聯(lián)立以上各式,得                  
代入數據解得                        S =7.5ⅹ10-2m2               (2分)
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一帶負電的點電荷僅在電場力作用下由a點運動到b點的v-t圖象如圖所示,其中tatb是電荷運動到電場中a、b兩點的時刻.下列說法正確的是
A.該電荷由a點運動到b點,電場力做負功
B. a點處的電場線比b點處的電場線密
C. a、b兩點電勢的關系為
D.該電荷一定做曲線運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

行時間質譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場、偏轉電場和探測器組成,可以對氣體分子進行分析。如圖所示,脈沖閥P噴出微量氣體,經激光照射產生不同價位的離子,自a板小孔進入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區(qū),到達探測器。已知加速電場a、b板間距為d,偏轉電場極板M、N的長度為L1,寬度為L2。不計離子重力及進入a板時的初速度。

(1)設離子比荷為k(k=q/m),若a、b間的加速電壓為U1,試求離子進入偏轉電場時的初速度v0;
(2)當a、b間的電壓為U1時,在M、N間加上適當的電壓U2,離子從脈沖閥P噴出到到達探測器的全部飛行時間為t。請推導出離子k比荷的表達式;
(3)在某次測量中探測器始終無法觀察到離子,分析原因是離子偏轉量過大,打到極板上,請說明如何調節(jié)才能觀察到離子(無需論證)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)反射式速調管是常用的微波器件之一,它利用電子團在電場中的振蕩來產生微波,其振蕩原理與下述過程類似。如圖所示,在虛線MN兩側分別存在著方向相反的兩個勻強電場,一帶電微粒從A點由靜止開始,在電場力作用下沿直線在A、B兩點間往返運動。已知電場強度的大小分別是E1=2.0×103N/C和E2=4.0×103N/C,方向如圖所示。帶電微粒質量m=1.0×10-20kg,帶電量q=-1.0×10-9C,A點距虛線MN的距離d1=1.0cm,不計帶電微粒的重力,忽略相對論效應。求:

B點到虛線MN的距離d2
⑵帶電微粒從A點運動到B點所經歷的時間t。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,P和Q為兩平行金屬板,板間電壓為U,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動.下列說法正確的是
A.兩板間距離越大,加速時間越長,獲得的速率就越大
B.兩板間距離越小,加速度越大,獲得的速率就越大
C.電子到達Q板時的速率,與兩板間距離無關,僅與加速電壓U有關
D.以上說法都不正確

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在沿水平方向的勻強電場中有一固定點O,用一根長度為L=0.40m的絕緣細線把質量為m=0.20kg,帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點,電荷量q = 0.5C小球靜止在B點時,細線與豎直方向的夾角為θ=37°.現將小球拉至位置A使細線水平后由靜止釋放,求:
(1)勻強電場的場強大小;
(2)小球通過最低點C時細線對小球的拉力大。
(取g = 10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,曲線AB為空間中一個電子的運動軌跡,那么該空間中(    )
A.可能存在沿x軸正方向的電場
B.可能存在沿y軸正方向的電場
C.可能存在垂直于紙面向里的磁場
D.可能存在垂直于紙面向外的磁場

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,將一質量為m ,電荷量為+q的小球固定在絕緣桿的一端,桿的另一端可繞通過O 點的固定軸轉動。桿長為L , 桿的質量忽略不計。桿和小球置于場強為E的勻強電場中,電場的方向如圖所示。將桿拉至水平位置OA ,在此處將小球自由釋放,求桿運動到豎直位置OB時小球的動能。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

平行板電容器二板相距0.1m,將如圖變化的電壓加在二板上,當在t=0時,電子從二板中央平行于板射入板間的勻強電場中,電子通過電場剛好從一板邊緣飛出電場.求:

(1)電子進入電場1×s偏離射入方向多大?
(2)電子通過電場的過程中動能增加多少?(電子電量1.6×c,質量9.1×kg)

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