Question

9．如图所示，平行板电容器水平放置，下极板N带正电；一带正电的微粒从两极板的中间以初速度v₀水平射入且能穿过两极板，已知微粒的重力不可忽略．则（　　）

• A． 微粒不可能沿水平直线穿过两极板
• B． 微粒的质量越大，其穿过两极板间的竖直偏移量越大
• C． 微粒的质量越大，其穿过两极板间的竖直偏移量越小
• D． 不管微粒的质量多大，微粒穿过两极板的时间相同

Answer 1

分析 对带电微粒受力分析，受重力和向上的电场力；再分析其运动情况，采用正交分解法研究，水平分运动是匀速直线运动，竖直方向分运动要看重力和电场力的合力情况，如果重力和电场力不等，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，如果电场力与重力平衡，则竖直分运动的分速度一直为零．

解答 解：A、对微粒受力分析，受重力和电场力，微粒带正电荷，下极板N带正电，故电场力向上，当重力和电场力的合力为零时，微粒做匀速直线运动，沿水平直线穿过两极板故A错误；
D、微粒的水平分运动是匀速直线运动，故微粒穿过两极板的时间相同t=$\frac{L}{{v}_{0}}$，保持不变，故D正确；
B、如果电场力大于重力，则合力向上，则竖直分位移：y=$\frac{1}{2}•a•{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\frac{qE-mg}{m}•{（\frac{L}{{v}_{0}}）}^{2}$，故微粒的质量越大，其穿过两极板间的竖直偏移量越小，故B错误；
C、如果电场力小于重力，则合力向下，则竖直分位移：y=$\frac{1}{2}•a•{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\frac{mg-qE}{m}•{（\frac{L}{{v}_{0}}）}^{2}$，故微粒的质量越大，其穿过两极板间的竖直偏移量越大，故C错误；
故选：D

点评 本题是粒子在重力场和电场混合场中的运动问题，关键是采用正交分解法分析微粒的运动情况，明确其水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是匀变速直线运动．