【題目】如圖所示,水平放置的平行板電容器,與某一電源相連,它的極板長L=04 m,兩板間距離d=4×10-3 m,有一束由相同帶電微粒組成的粒子流,以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入,開關S閉合前,兩板不帶電,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒質量為m=4×10-5 kg,電量q=+1×10-8 C.(g=10 m/s2問:

1微粒入射速度v0為多少?

2為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場,電容器的上板應與電源的正極還是負極相連?所加的電壓U應取什么范圍?

答案1;2負極,

【解析】

試題分析:1粒子剛進入平行板時,兩極板不帶電,粒子做的是平拋運動,則有:

水平方向有:

豎直方向有:

解得。

2由于帶電粒子的水平位移增加,在板間的運動時間變大,而豎直方向位移不變,所以在豎直方向的加速度減小,所以電場力方向向上,又因為是正電荷,所以上極板與電源的負極相連,當所加電壓為U時,微粒恰好從下板的右邊緣射出,則有: ,

根據(jù)牛頓第二定律得:,解得:,故范圍為。

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