Question

急~~~~~高二物理题目带电粒子在电场中的运动

在真空中，竖直放着一个平行板电容器，在它的两极板间有一个带正电的微粒，质量为m=8×10^-5kg,电荷量q=6×10^-8C.这个微粒在电场力和重力共同作用下，从距负极0.4m处,由静止开始运动,经0.4s抵达负极板
1.如果两极板相距d=0.6m，则板间电压是多少
2.微粒在极板间运动的轨迹是什么形式？微粒通过的路程是多少
3.在整个过程中，电场力和重力各做了多少功（g=10m/s^2)

要有详细过程 谢谢

Answer 1

q = 6×10^-8C ，m=8×10^-5kg, d1 = 0.4m ，t = 0.4s ，d = 0.6m
分析：
①带点微粒在两极板间受两个恒力：重力 、电场力
②它们的合力也是一个恒力，由于从静止开始，粒子做沿合力方向的初速度（Vo = 0）的匀加速直线运动（而不是类平抛运动）

解：
1、要求电压U，须先求场强E （用水平方向的分运动求，即可）
“从距负极0.4m处,由静止开始运动,经0.4s抵达负极板”
d1 = 0.4m ，t = 0.4s
水平方向加速度 a = Eq / m
水平方向位移 d1 = 0.5at²
带入数字：0.4 = 0.5a·0.4²
1 =0.2a
a = 5m/s²
带入 a = Eq / m
5 = E6×10^-8 / 8×10^-5
5 = E(3/4)x10^-3
得： E = (20/3)x10^3 V/m
如果两极板相距d=0.6m,则板间电压 U = Ed = (20/3)x10^3 x 0.6 = 4x10^3 V

2、微粒在极板间运动的轨迹是直线（沿合力方向的直线），微粒通过的路程是多少？
既然是直线 位移 = 路程
水平方向位移 X1 = d1 = 0.4m
竖直方向位移 X2 = 0.5gt² = 0.5x10x0.4² = 0.8m
位移：
X² = X1² + X2² = 0.4²+0.8² = 0.16+0.64 = 0.8
X ≈ 0.894m
即：微粒通过的路程约是 0.894m

3、在整个过程中，电场力和重力各做了多少功？
W = FS
电场力做的功 W1 = EqX1 = (20/3)x10^3 x 6×10^-8 x0.4 = 1.6x10^-4 J
重力做的功 W2 = mgX2 = 8×10^-5 x10 x 0.8 = 6.4x10^-4 J

Answer 2

1. s=1/2 at^2 qE=ma E=U/d-----------------------U=4x10^3 V/m
2. 水平在电场力作用下加速，竖直做自由落体运动，轨迹类似平抛运动
（应该问的是位移吧）x=0.4 y=1/2 gt^2=0.8 ---------------s=0.4√5
3.W1=qEx0.4=1.6x10^-4 J
W2=mgy=6.4x10^-4 J

追问

是路程

追答

原题有图么平行板是怎么放的？＝还是‖‖

追问

‖‖

追答

额 难道用抛物线求路程？应该是位移才对啊。。。不好意思啦我不会求路程。

追问

没事 题目就是写的路程 我也不清楚呃

追答

嗯 非常抱歉 才疏学浅啊

追问

没 还是谢谢你哈

追答

不谢不谢。。。也没解决

追问

要谢要谢的 嘿嘿

追答

呵呵