如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连.它的极板长L=0.4m,两板间距离d=4×10-3m,有一束由

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-11
(16分) 如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L=0.4 m,两板间距离d=4×10

(1)10m/s(2)120V<U<200V 试题分析:(1)据题意,带电粒子进入电场做类平抛运动,即 =v 0 t = gt 2 可解得v 0 = =10 m/s.(2)电容器的上板应接电源的负极,当所加的电压为U 1 时,微粒恰好从下板的右边缘射出 = a 1 a 1 = 解得:U 1 =120 V(1分)当所加的电压为U 2 时,微粒恰好从上板的右边缘射出 = a 2 a 2 = 解得U 2 =200V所以120 V<U<200V.

解:(1) =v 0 t, gt 2 ,可解得:v 0 = =10 m/s(2)电容器的上板应接电源的负极当所加的电压为U 1 时,微粒恰好从下板的右边缘射出 解得:U 1 =120 V 当所加的电压为U 2 时,微粒恰好从上板的右边缘射出 解得:U 2 =200 V所以120 V<U<200 V

(1)粒子刚进入平行板时,两极板不带电,粒子做的是平抛运动,则有:
水平方向有:
L
2
=v0t

竖直方向有:
d
2
1
2
gt2

解得:v0=10m/s
(2)由于带电粒子的水平位移增加,在板间的运动时间变大,而竖直方向位移不变,所以在竖直方向的加速度减小,所以电场力方向向上,又因为是正电荷,所以上极板与电源的负极相连,
当所加电压为U1时,微粒恰好从下板的右边缘射出,则有:
d
2
1
2
a
1
(
L
v0
)
2

根据牛顿第二定律得:mg?q
U1
d
ma1

解得:U1=120V
当所加电压为U2时,微粒恰好从上板的右边缘射出,则有:
d
2
1
2
a
2
(
L
v0
)
2

根据牛顿第二定律得:q
U2
d
?mg=ma2

解得:U2=200V
所以所加电压的范围为:120V≤U≤200V
答:(1)微粒入射速度v0为10m/s;
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上板应与电源的负极相连,所加的电压U的范围为120V≤U≤200V.

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    答:粒子的加速度为:a=qUmd ①粒子做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,则有:L=v0t ②竖直方向做匀加速直线运动,则有:d=12at2=qU2mdt2 ③联立解得:v0=LdqU2m ④答:粒子恰好从极板边缘飞出,粒子的初速度应为LdqU2m.
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