Question

如图所示电容器固定在绝缘底座b，两板竖直放置，总质量为M，放于光滑水平面上，带电量为Q，极板间距为d，电容器的电容为C，在板右侧有一小孔，一质量为m，带电量为+q的粒子以速度v₀从孔射入电容器中，粒子最远可到达距右板x的p点，不计重力，求：

（1）粒子受到的电场力；

（2）x的值；

（3）粒子到P时，电容器移动的距离s；

（4）电容器获得的最大速度。

Answer 1

（1）

（2）

（3）

（4）

解析:

（1）板间电压：，又场强，则。

（2）由动量守恒得，

又，

所以。

（3）由动能定理得，

则。

（4）粒子再从右孔穿出时电容器速度最大，即，

由能量守恒得：。