Question

高一物理题 静电场

如图，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板h=0.8cm,两板间的电势差为300V，如果两板间的电势差减小到60V，则带电小球运动到极板上需要多长时间？
（可能没有图） 答案是0.045s

Answer 1

取带电小球为研究对象，设它带电荷量为q，则带电小球受重力mg和电场力qE的作用．
当U1=300 V时，小球平衡：mg=q ①
当U2=60 V时，带电小球向下板做匀加速直线运动：mg-q=ma ②
又h=at2，联立①②③式得：t==4.5×10-2 s.

Answer 2

电势差为300V时，小球静止电场力等于重力；
电势差减小到60V时，电场力减为原来的1/5；
合外力为4G/5，加速度为a=4g/5;
由h=at^2/2可以求出结果

追问

为什么算出来的是0.45，可是参考答案为0.045呢？

追答

解的时候h=0.008m带入公式

Answer 3

可以设，小球的质量为m，300v时候电场强度为e1，小球电荷量为q，e1xq=mg。当电势差减为60时候，电场强度减小为原来的五分之一，于是小球所受到的合外力为五分之四倍的重力加速度xm，也就是五分之四倍的gxm，位移为0.8.由以上条件可以求出时间。