Question

有一帶負電的小球，其帶電量q=﹣2×10﹣3C．如圖所示，開始時靜止在場強E=200N/C的勻強電場中的P點，靠近電場極板B有一擋板S，小球與擋板S的距離h=5cm，與A板距離H=45cm，重力作用不計．在電場力作用下小球向左運動，與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍，已知k=，而碰后小球的速度大小不變．

（1）設(shè)勻強電場中擋板S所在位置的電勢為零，則電場中P點的電勢為多少？小球在P點時的電勢能為多少？（電勢能用E來表示）

（2）小球從P點出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對小球做了多少功？

（3）小球經(jīng)過多少次碰撞后，才能抵達A板？（取lg1.2=0.08）

Answer 1

考點：

帶電粒子在勻強電場中的運動；動能定理的應(yīng)用．版權(quán)所有
專題：	帶電粒子在電場中的運動專題．
分析：	（1）根據(jù)電勢差與電場強度的關(guān)系求出SP之間的電勢差，進而求出P點的電勢，根據(jù)動能定理求出小球第一次到達擋板S時的動能； （2）設(shè)小球與擋板相碰后向右運動，根據(jù)動能定理即可求解； （3）先求出的碰撞n次后，小球向右移動最遠距離為hn表達式，運用數(shù)學(xué)知識求解即可求解．
解答：	解： （1）S、P間電勢差 U=US﹣UP， 又U=Eh=200×0.05=10V）， 由題 US=0，則得UP=﹣10V 小球第一次到達擋板時，由動能定理得E=Eqh=200×2×10﹣3×5×10﹣2=0.02J （2）根據(jù)動能定理得：，， 則小球從P點出發(fā)第一次回到最右端的過程中，電場力對小球做功 W=W1+W2=0 （3）由動能定理得  ， 當(dāng)碰撞1次后，小球與擋板相碰后向右運動距離為h1，則 ，， 同理有 …， 推得當(dāng)碰撞n次后，， 有， 所以小球經(jīng)過13次碰撞后，才能抵達A板． 答： （1）設(shè)勻強電場中擋板S所在位置處電勢為零，則電場中P點的電勢為﹣10V，小球第一次到達擋板S時的動能為0.02J； （2）小球從P點出發(fā)第一次回到最右端的過程中，電場力對小球做功 W=W1+W2=0 （3）小球經(jīng)過13次碰撞后，才能抵達A板．
點評：	本題主要考查了帶電粒子在電場中運動的問題，要知道電場力做的功等于電勢差乘以電荷量，勻強電場中電場力做的功等于電場力乘以位移，注意動能定理在粒子運動的應(yīng)用．