Question

有一帶負(fù)電的小球，其帶電量q=﹣2×10﹣3C．如圖所示，開始時(shí)靜止在場(chǎng)強(qiáng)E=200N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的P點(diǎn)，靠近電場(chǎng)極板B有一擋板S，小球與擋板S的距離h=5cm，與A板距離H=45cm，重力作用不計(jì)．在電場(chǎng)力作用下小球向左運(yùn)動(dòng)，與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍，已知k=，而碰后小球的速度大小不變．

（1）設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中擋板S所在位置的電勢(shì)為零，則電場(chǎng)中P點(diǎn)的電勢(shì)為多少？小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為多少？（電勢(shì)能用E來表示）

（2）小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場(chǎng)力對(duì)小球做了多少功？

（3）小球經(jīng)過多少次碰撞后，才能抵達(dá)A板？（取lg1.2=0.08）

Answer 1

考點(diǎn)：

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的應(yīng)用．版權(quán)所有
專題：	帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．
分析：	（1）根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系求出SP之間的電勢(shì)差，進(jìn)而求出P點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)動(dòng)能定理求出小球第一次到達(dá)擋板S時(shí)的動(dòng)能； （2）設(shè)小球與擋板相碰后向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理即可求解； （3）先求出的碰撞n次后，小球向右移動(dòng)最遠(yuǎn)距離為hn表達(dá)式，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求解即可求解．
解答：	解： （1）S、P間電勢(shì)差 U=US﹣UP， 又U=Eh=200×0.05=10V）， 由題 US=0，則得UP=﹣10V 小球第一次到達(dá)擋板時(shí)，由動(dòng)能定理得E=Eqh=200×2×10﹣3×5×10﹣2=0.02J （2）根據(jù)動(dòng)能定理得：，， 則小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中，電場(chǎng)力對(duì)小球做功 W=W1+W2=0 （3）由動(dòng)能定理得  ， 當(dāng)碰撞1次后，小球與擋板相碰后向右運(yùn)動(dòng)距離為h1，則 ，， 同理有 …， 推得當(dāng)碰撞n次后，， 有， 所以小球經(jīng)過13次碰撞后，才能抵達(dá)A板． 答： （1）設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中擋板S所在位置處電勢(shì)為零，則電場(chǎng)中P點(diǎn)的電勢(shì)為﹣10V，小球第一次到達(dá)擋板S時(shí)的動(dòng)能為0.02J； （2）小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中，電場(chǎng)力對(duì)小球做功 W=W1+W2=0 （3）小球經(jīng)過13次碰撞后，才能抵達(dá)A板．
點(diǎn)評(píng)：	本題主要考查了帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題，要知道電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)差乘以電荷量，勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做的功等于電場(chǎng)力乘以位移，注意動(dòng)能定理在粒子運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用．