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在场强为E=0.2N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板,在金属板...

在场强为E=0.2N/C的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的接地金属板,在金属板的正上方放置一块厚铅板A,A的下方中心处离地高为h=0.45m处有一个很小的放射源,它可向各个方向均匀地释放质量为m=2×10-23kg、电量为q=+10-17C、初速度为v=1000m/s的带电粒子.粒子重力不计,粒子最后落在金属板上.试求:
(1)粒子下落过程中电场力做的功.
(2)粒子到达金属板所需的最长时间.
(3)粒子最后落在金属板上所形成的图形及面积的大小.

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(1)由W=Eqd可求得粒子一落过程中电场力所做的功; (2)粒子水平出射时,到达金属板的时间最长,由F=Eq可求得电场力,由牛顿第二定律可求得粒子下降的加速度,则由位移公式可求得粒子到达金属板的时间. (3)水平抛出的粒子到达的水平距离最远,则由带电粒子的类平抛运动的规律可得出图形及面积. 【解析】 (1)电场对所有粒子做功一样多,即W=Eqh=0.2×10-17×0.45=9×10-19 J  (2)水平抛出的粒子由于没有竖直分速度,到达金属板时的时间最长,由牛顿第二定律可知:a==105 m/s2  由h=at2解得: t==3×10-3 s; (3)由题意可知各方向沿水平方向射出的粒子到达最远距离,故在金属板上形成圆形; 由r=vt可知; 半径为:r=1000m/s×3×10-3 s=3m;  S=πr2=9πm2  答:(1)电场力做功为9×10-19 J  (2)粒子运动的最长时间为3×10-3 s; (3)粒子形成圆形;面各为9πm2
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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