（2011•徐州模拟）如图所示，有一带负电的小球，其带电量q=-2×10-3C．开始时静止在场强E=200N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=5cm，与A板距离H=45cm，重力

Question

（2011•徐州模拟）如图所示，有一带负电的小球，其带电量q=-2×10^-3C．开始时静止在场强E=200N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=5cm，与A板距离H=45cm，重力作用不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍，已知k=(5)/(6)，假设碰撞过程中小球的机械能没有损失．
（1）设匀强电场中挡板S所在位置处电势为零，则电场中P点的电势为多少？并求出小球第一次到达挡板S时的动能；
（2）求出小球第一次与挡板S相碰后向右运动的距离；
（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？（取lg1.2=0.08）

Answer 1

（1）根据U_sp=Ex₁
得：0-∅_p=Ex₁
解得：∅_p=-10V
小球第一次到达挡板时，由动能定理得E_k=Eqx₁=0.02J    
（2）设小球与挡板相碰后向右运动s，则
KqEs₁=qEx₁   
s₁=(x1)/(k)=0.06m
（3）设第二次与挡板S相碰后向右移动最远距离为S₂
Kq₁Es₂=qEx₁   
S₂=(x1)/(k2)
当碰撞n次后，小球向右移动最远距离为S_n
则：S_n=(x1)/(kn)≥x₁+x₂ 
((5)/(6))n≤(1)/(10)
n≥(1)/(lg1.2)
所以：n≥12.5，所以n取13．
答：（1）设匀强电场中挡板S所在位置处电势为零，则电场中P点的电势为-10V，小球第一次到达挡板S时的动能为0.02J；
（2）小球第一次与挡板S相碰后向右运动的距离为0.06m；
（3）小球经过13次碰撞后，才能抵达A板．