在场强为E＝100 V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板.在金属板的正上方.高为h＝0.8 m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内.如图所示．放射物以v0＝200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量m＝2×10-15 kg.电荷量q＝+10-12 C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力.求: (1)� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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在场强为E＝100 V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h＝0.8 m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图所示．放射物以v₀＝200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量m＝2×10^－¹⁵ kg、电荷量q＝＋10^－¹² C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，求：

（1）粒子下落过程中电场力做的功；

（2）粒子打在金属板上时的动能；

（3）计算落在金属板上的粒子图形的面积大小．（结果保留两位有效数字）

解析：（1）粒子在下落过程中电场力做的功

W＝Eqh＝100×10^－¹²×0.8 J＝8×10^－¹¹ J.

（2）粒子在整个运动过程中仅有电场力做功，由动能定理得

W＝E_k2－E_k1

E_k2＝8×10^－¹¹ J＋2×10^－¹⁵×200²/2 J＝1.2×10^－¹⁰ J.

（3）粒子落到金属板上的范围是一个圆．设此圆的半径为r，只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得

h＝at²＝t²

代入数据求得

t＝5.66×10^－³ s

圆半径r＝v₀t＝1.13 m

圆面积S＝πr²＝4.0 m².

答案：（1）8×10^－¹¹ J　（2）1.2×10^－¹⁰ J　（3）4.0 m²

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在场强为E＝100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h＝0．8 m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图12所示．放射源以v₀＝200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m＝2×10^－¹⁵ kg、电荷量为q＝＋10^－¹² C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：

（1）粒子下落过程中电场力做的功；

（2）粒子打在金属板上时的动能；

（3）计算落在金属板上的粒子图形的面积大小．（结果保留两位有效数字）

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科目：高中物理 来源： 题型：

在场强为E＝100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h＝0．8 m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图12所示．放射源以v₀＝200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m＝2×10^－15 kg、电荷量为q＝＋10^－12 C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：

（1）粒子下落过程中电场力做的功；

（2）粒子打在金属板上时的动能；

（3）计算落在金属板上的粒子图形的面积大小．（结果保留两位有效数字）