Question

在场强为E=100V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h=0.8m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图8所示.放射物以v₀=200m/s的初速度向此水平面以下各个方向均匀地释放质量为m=2×10^-15kg、电荷量为q=+10^-12C的带电粒子.粒子最后落在金属板上.不计粒子重力，试求：

图8

(1)粒子下落过程中电场力做的功；

(2)粒子打在板上时的动能；

(3)计算粒子最后落在金属板上所形成的图形的面积大小.

Answer 1

(1)W=Eqh=100×10^-12×0.8J=8×10^-11J.

(2)由动能定理可知：W=E_k2-E_k1

E_k2=8×10^-11+2×10^-15×200²/2=1.2×10^-10J.

(3)粒子在竖直方向做匀加速运动

h=数据代入求得t=5.66×10^-3s

最后落在金属板上所形成的图形是圆

半径r=v₀t=1.13m，圆面积S=πr²=4.0m².