12.静电喷涂与普通刷漆.喷漆或机械喷涂相比有许多优点.其装置可简化如图.A.B为水平放置的间距d=0.9 m的两块足够大的平行金属板.两板间有方向由B指向A的匀强电场.电场强度为E=0.1 V/m.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P.油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=8 m/s的油漆微粒.已知油漆微粒的质量均为m=1×10-5 kg.电荷量均为q=-1×10-3 C.不计空气阻力.油漆微粒最后都能落在金属板B上, (1)求由喷枪P喷出的油漆微粒到达B板的最短时间, (2)求油漆微粒落在B板上所形成的图形面积, (3)若让A.B两板间的电场反向.并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场.磁感应强度B=4/45 T.调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出.其他条件不变.试求B板被油漆微粒打中的区域的长度. 解析:(1)微粒以初速度v0喷出.则竖直向下喷出的微粒到B板所用时间最短 对微粒有:qE+mg=ma 由运动学公式d=v0t+at2 联立可得a=20 m/s2.t=0.1 s. (2)平行于金属板的微粒.射出的水平距离最远.形成的图形为圆形.圆形的半径为沿水平方向喷出的微粒的水平位移的大小. 对微粒.竖直方向上:d=at′2 水平方向上l=v0t′ 联立可得l=2.4 m 所以圆形面积为S=πl2≈18 m2 (3)电场反向后.由于qE=mg.微粒做匀速圆周运动.设轨道半径为R.由牛顿运动定律得Bqv0=m 代入数据可得R=0.9 m 则水平向右喷出的微粒能打到B板的右侧最远点.并设该点为M点.P点正下方对应点为O点.如图所示.则: lOM=R=0.9 m 竖直向下喷出的微粒轨迹与B板相切于N点.此点为所能打到的B板左侧最远点.则lON=R=0.9 m 所以B板被油漆微粒打中的区域的长度为: L=lOM+lON=1.8 m. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2013·天津河东二模,12题)(20分)静电喷涂与普通刷漆、喷漆或机械喷涂相比有许多优点,其装置可简化如图甲所示。A、B为水平放置的间距d=0.9 m的两块足够大的平行金属板,两板间有方向由B指向A的匀强电场,电场强度为E=0.l V/m.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=8 m/s的油漆微粒,已知油漆微粒的质量均为m=ll0-5 kg、电荷量均为q= ll0-3 C,不计空气阻力,油漆微粒最后都能落在金属板B上。(重力加速度g=10 m/s2)

(1)求由喷枪P喷出的油漆微粒到达B板的最短时间;

(2)求油漆微粒落在B板上所形成的图形面积;

(3)若让A、B两板间的电场反向,并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场,如图乙所示。磁感应强度B=T,调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出,其他条件不变。试求B板被油漆微粒打中的区域的长度。

查看答案和解析>>


同步练习册答案