Question

【题目】如图所示，带负电的小球静止在水平位置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm，两板间的电势差为300V．如果两板间电势差减小到60V，则带电小球运动到极板上需多长时间？

Answer 1

【答案】解：以带电小球为研究对象，设它带电量为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，则有：mg=q ①

当U2=60V时，带电小球所受的电场力减小，则小球将向下板做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：

mg﹣q =ma ②

联立①②代入数据，得 mg﹣ mg=ma，

即 a= g= =8m/s2．

由运动学公式，有 at2=h

得，t= = s≈0.045s

答：带电小球运动到极板上需时间为0.045s．

【解析】利用静止可以求出小球带电量，电势差减小后可求出场强利用电场力与牛顿第二定律结合求解时间。