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

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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^－15 kg、电荷量为q＝－2.0×10^－16 C，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。微粒的重力和所受空气阻力以及带电微粒之间的相互作用力均可忽略。试求：
（1）微粒落在B板上的动能；
（2）微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间；
（3）微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小。

答案

解：（1）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
（2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短，到达B板时速度为v_t，有

，可得v_t=8.0m/s
由于微粒在两极板间做匀变速运动，即

可解得t=0.06s
（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=7.5×10^-2 m²

举一反三

图1中B为电源，电动势

，内阻不计。固定电阻

，R₂为光敏电阻。C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长

，两极板的间距

。S为屏，与极板垂直，到极板的距离

。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕

轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R₂时，R₂的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一细电子束沿图中虚线以速度

连续不断地射入C。已知电子电量

，电子，电子质量

。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R₂上的光强发生变化时R₂阻值立即有相应的改变。（无法处理）
（1）设圆盘不转动，细光束通过b照射到R₂上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。（计算结果保留二位有效数字）。
（2）设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。取光束照在a、b分界处时t=0，试在图2给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线（0-6s间）。要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值。（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。）

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如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v₀射入电场中，v₀方向的延长线与屏的交点为O。试求：
(1)粒子在电场中运动的时间；
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x。

题型：0113 月考题难度：| 查看答案

如图所示，真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场，与坐标原点相切，磁场的磁感应强度大小B=2×10^-3T，方向垂直于纸面向外，在x=r处的右侧有一个方向竖直向上的宽度为L₁=0.5m的匀强电场区域（电场区域的左右边界如图中虚线所示），电场强度E=1.5×10³N/C。在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏，从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比

=1×10⁹C/kg带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求：
（1）该粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动时间。
（2）该粒子最后打到荧光屏上，该发光点的位置坐标。
（3）求荧光屏上出现发光点的范围。