题目内容
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＝4×10－5kg，电量q＝＋1×10－8C，（g＝10m/s2）求：
（１）微粒入射速度v0为多少？
（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正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？
【答案】
(1) 10m/s(2)所加的电压范围应为120V≤U≤200V
【解析】(1)微粒做平抛运动，
由
＝v0t 
＝
gt2
解得v0＝10m/s
(2)电容器的上板应接电源的负极相连
设当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出
＝a1
又由牛顿第二定律可得 mg－q
＝ma1
解得U1＝120V
设当所加的电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出
＝a2
又由牛顿第二定律可得 q－mg＝ma2
解得U2＝200V
综上，所加的电压范围应为120V≤U≤200V
本题考查带电粒子在电场中的偏转，粒子进入极板间，所受重力与初速度方向垂直，粒子做平抛运动，由水平方向匀速和竖直方向匀加速可求得初速度大小，当加上电场后，若电容器的上板应接电源的负极相连，粒子从下极板右端射出，粒子所受电场力竖直向上，先求的与电场力与重力的合力，再由类平抛运动规律求解，可求得电压的最小值，同理当电压最大时，电场力大于重力，粒子从上板右边缘射出，可求得电压最大值
练习册系列答案
相关题目
如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d，带电粒子的电荷量为q，质量为m，粒子以速度v从两极板中央处水平飞入两极板间，当两板上不加电压时，粒子恰从下板的边缘飞出．现给AB加上一电压，则粒子恰好从上极板边缘飞出求：（1）两极板间所加电压U；（2）金属板的长度L．
如图所示，水平放置的矩形线圈abcd的面积为S，处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场内，则穿过矩形线圈的磁通量是
如图所示，水平放置的白色的传送带以速度v=6m/s向右匀速运行，现将一小煤块轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，若A端与B端相距30m，则（g=10m/s2）（ ）| A、小煤块先作匀加速直线运动，后作匀速直线运动 | B、小煤块一直作匀加速直线运动 | C、全过程中，小煤块先受到向右的滑动摩擦力，后不受摩擦力作用 | D、全过程中，小煤块先受到向右的滑动摩擦力，后受到向右的静摩擦力作用 |
如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场．今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10?18C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到边界b的Q（图中未标出）处．试求
如图所示，水平放置的平行板电容器，原来AB两板不带电，B极板接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4×10-2m，现有一微粒质量m=2.0×10-6kg，带电量q=+1.0×10-8C，以一定初速度从两板中央平行于极板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板上中点O处，不反弹．忽略平行板电容器的边缘效应，取g=10m/s2．试求：