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＝0.4m，兩板間距離d＝4×10－3m，有一束由...

問題詳情：

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＝4×10－3 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*平行極板*入，開關S閉合前，兩板不帶電，由於重力作用微粒能落到下極板的正*，已知微粒質量為m＝4×10－5 kg，電荷量q＝＋1×10－8 C，g＝10 m/s2．求：

（1）微粒入*速度v0為多少？

（2）為使微粒能從平行板電容器的右邊*出電場，所加的電壓U應取什麼範圍？

【回答】

（1）10 m/s （2）120 V ≤U≤200 V

【詳解】

（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：

v0=10m/s

（2）由於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U1時，微粒恰好從下板的右邊緣*出，則有：

根據牛頓第二定律得：

解得：

U1=120V

當所加電壓為U2時，微粒恰好從上板的右邊緣*出，則有：

根據牛頓第二定律得：

解得：

U2=200V

所以所加電壓的範圍為：

120V≤U≤200V

知識點：帶電粒子在電場中的運動

題型：解答題