Question

【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＝0．4 m，兩板間距離d＝4×10－3m，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＝4×10－5kg，電量q＝＋1×10－8C．（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？

Answer 1

【答案】（1）10 m/s （2）與電源負極相連 120 V＜U＜200 V

【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： ，

根據牛頓第二定律得： ，解得： ，故范圍為。