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静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示．A、B为两块平行金属板，间距d=0.40m，两板间有方向由B指向A，大小为E=1.0×103N/C的匀强电
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示．A、B为两块平行金属板，间距d=0.40m，两板间有方向由B指向A，大小为E=1.0×10
3
N/C的匀强电场．在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为v
0
=2.0m/s，质量m=5.0×10
-15
kg、带电量为q=-2.0×10
-16
C．微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都落在金属板B上．试求：
（1）电场力对每个微粒所做的功．
（2）微粒打在B板上的动能．
（3）微粒到达B板所需的最短时间．
（4）微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小．
◎ 答案
（1）电场力对每个微粒所做的功为 W=qEd=2.0×10
-16
×1.0×10
3
×0.40J=8.0×10
-14
J
（2）微粒从A板到B板过程，根据动能定理得 W=E
kt
-E
k0
则得
E
kt
=W+
E
k0
=W+
1
2
m
v
0
2
=(8.0×
10
-14
+
1
2
×5.0×
10
-15
×
2.0
2
)J
=9.0×1
0
-14
J
（3）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短．
由
E
kt
=
1
2
m
v
t
2
得
v
t
=
2
E
kt
m
=
2×9.0×
10
-14
5.0×
10
-15
m/s=6.0m/s
根据运动学公式得
v
o
+
v
t
2
=
h
t
所以微粒到达B板所需的最短时间为
t=
2h
v
o
+
v
t
=
2×0.40
2.0+6.0
s=0.1s
（4）根据对称性可知，微粒最后落在B板上所形成的图形是圆形．
由牛顿第二定律得：
a=
qE
m
=
2.0×
10
-16
×1.0×
10
3
5.0×
10
-15
m/
s
2
=40m/
s
2
由类平抛运动规律得
R=v
o
t
1
h=
1
2
a
t
21
则圆形面积为
S=π
R
2
=π(
v
o
t
1
)
2
=π
v
2o
(
2h
a
)
=3.14×2.
0
2
×(
2×0.40
40
)
m
2
≈0.25
m
2
答：
（1）电场力对每个微粒所做的功是8.0×10
-14
J．
（2）微粒打在B板上的动能为9.0×10
-14
J．
（3）微粒到达B板所需的最短时间为0.1s．
（4）微粒最后落在B板上所形成的图形是圆形，面积的大小为0.25m
2
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示．A、B为两块平行金属板，间距d=0.40m，两板间有方向由B指向A，大小为E=1.0×103N/C的匀强电…”主要考查了你对 【动能定理】，【带电粒子在电场中运动的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/363077.html
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