◎ 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，其装置示意图如图所示。A、B两块平行金属板，间距d=0.30m，两板间有方向由B指向A，电场强度E=1.0×103N/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，油漆微粒的质量m=2.0×1015kg，电荷量q=-2.0×10-16 C，喷出的初速度v0=2.0 m/s，油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒所受重力和空气阻力及微粒之间的相互作用力均忽略，求： （1）向粒落在B板上的动能； （2）微粒从离开喷枪后剑达B板所需的最短时间； （3）微粒最后落在B板上所形成图形的面积。

◎ 答案

解：（1）据动能定理，电场力对每个微粒做功W=Ekt－Ek0=qEd 微粒打在B板上时的动能Ekt=W+Ek0= 代入数据解得：Ekt=6.4×10-14 J （2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短，到达B板时速度为vt，有 ，可得vt=8.0 m/s 由于微粒在两极板间做匀变速运动，即 可解得t=0.06 s （3）由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向，因此微粒落在B板上所形成的图形是圆形。对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒，在电场中做抛物线运动，根据牛顿第二定律，油漆颗粒沿电场方向运动的加速度 运动的位移 油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动，运动的位移即为落在B板上圆周的半径R=v0t1 微粒最后落在B板上所形成的圆面积S=πR 联立以上各式，得 代入数据解得S=7.5×10-2 m2

◎ 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，其装置示意图如图所示。A、B两块平行金属板，间距d=0.30m，两板间有方向由B指向A，电场强度E=1.0×103N/C…”主要考查了你对  【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。