Question

如圖所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容器兩板間，距下板0.8cm，兩板間的電勢差為300V．如果兩板間電勢差減小到60V，則帶電小球運(yùn)動到極板上需多長時(shí)間？

Answer 1

分析：帶負(fù)電的小球靜止時(shí)，重力與電場力平衡．當(dāng)電勢差減小時(shí)，小球向下做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律求加速度，由運(yùn)動學(xué)位移公式求時(shí)間．

解答：解：取帶電小球?yàn)檠芯繉ο�，設(shè)它帶電量為q，則帶電小球受重力mg和電場力qE的作用．
當(dāng)U₁=300 V時(shí)，小球平衡：mg= q

U1

d

    ①
當(dāng)U₂=60V時(shí)，帶電小球向下板做勻加速直線運(yùn)動：mg-q

U2

d

=ma②
又h=

1

2

at2       ③
由 ①②③得：t=

2U1h (U1-U2)g

=

2×0.8×10-2×300 (300-60)×10

s=2

5

×10-2s
答：帶電小球運(yùn)動到極板上需2

5

×10-2s．

點(diǎn)評：本題是應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合分析和處理帶電粒子在電場中勻加速運(yùn)動的問題，只要轉(zhuǎn)變觀念，把電場力當(dāng)作一種力，方法與力學(xué)相同，一定會正確作答．