题目内容

如右图所示,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=4×10-3 m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10-5 kg,电量q=+1×10-8 C.(g=10 m/s2)求:

小题1:微粒入射速度v0为多少?
小题2:为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场且不接触平行板,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应取什么范围?

小题1:10 m/s
小题2:120 V<U<200 V.
(1)=v0t………………………………1分
gt2………………………………1分
可解得v0==10 m/s. ………………………………1分
(2)电容器的上板应接电源的负极………………………………1分
当所加的电压为U1时,微粒恰好从下板的右边缘射出
Lv0t1………………………………1分
a1 t12………………………………1分
a1=………………………………2分
解得:U1=120 V ………………………………1分
当所加的电压为U2时,微粒恰好从上板的右边缘射出
Lv0t2………………………………1分
a2 t22………………………………1分
a2=………………………………2分
解得U2=200 V ………………………………1分
所以120 V<U<200 V.………………………………1分
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