Question

7．如圖甲所示，平行板電容器兩板間距d=39cm，內(nèi)有水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間做周期性變化，取水平向右為電場(chǎng)強(qiáng)度的正方向，如圖乙所示，從t=0時(shí)刻起，由靜止開始在兩板的中點(diǎn)釋放一帶正電粒子，其比荷$\frac{q}{m}$=1×10^-2C/kg，不計(jì)粒子重力，求它打到極板前瞬間的速率．

Answer 1

分析 粒子在電場(chǎng)中僅受到電場(chǎng)力作用，根據(jù)電場(chǎng)力的情況判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式求解即可．

解答 解：粒子將一直向右運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)周期T=0.02s內(nèi)，向右移動(dòng)的位移為：
x₀=$2×\frac{1}{2}a（\frac{T}{2}）^{2}$
粒子運(yùn)動(dòng)的加速度a=$\frac{qE}{m}$
解得：x₀=0.04m
粒子向右運(yùn)動(dòng)的總位移x=$\fracuy4mcc2{2}=4{x}_{0}+△x$，
則△x=0.035m
由于$△x＞\frac{{x}_{0}}{2}$，所以粒子正在減速，
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v²=2a（x₀-△x）
解得：v=2m/s
即粒子打到右極板時(shí)的速度為2m/s
答：它打到極板前瞬間的速率為2m/s．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式得直接應(yīng)用，根據(jù)受力情況判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況是關(guān)鍵，注意電場(chǎng)力的周期性．