Question

【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为两块平行金属板，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＝2.0×10－15kg、电荷量为q＝－2.0×10－16C，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以及微粒之间的相互作用力均可忽略。试求：

(1)微粒在金属板间加速度大小；

(2)微粒落在B板上的动能；

(3)微粒最后落在B板上所形成图形的面积。

Answer 1

【答案】(1)a= (2) (3) S =7.5ⅹ10-2m2

【解析】

（1）由Eq=ma 解得

（2）据动能定理，电场力对每个微粒做功，

微粒打在B板上时的动能

代入数据解得： J

（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

微粒最后落在B板上所形成的圆面积 S=πR2

联立以上各式，得

代入数据解得 S =7.5ⅹ10-2m2