题目内容

水平放置的平行板电容器的电容为C,板间距离为d,极板足够长,当其带电荷量为Q时,沿两板中央水平射入的带电荷量为q的微粒恰好做匀速直线运动,若使电容器带电荷量为2Q,则带电粒子落到某一极板上需时间
d
g
d
g
分析:由平行板电容器的场强公式E=
U
d
、Q=CU整理得到场强与极板带电量之间的关系,结合粒子第一个过程做匀速运动可以整理得到重力得表达式,代入粒子的第二个运动过程,即类平抛运动解出此题.
解答:解:由平行板电容器的场强公式E=
U
d
、Q=CU
整理得:E=
Q
Cd

粒子沿两板中央水平射入的带电荷量为q的微粒恰好做匀速直线运动,

由平衡条件得:
qE=mg
若使电容器带电荷量为2Q,极板间的场强为:E2=2E
所以粒子所受的合力竖直向上:F=qE2-mg=qE=mg
所以粒子做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,竖直向上做初速度为零、加速度大小为g的匀加速运动.
竖直方向:
d
2
=
1
2
gt2
解得:t=
d
g

故答案为:
d
g
点评:注意类平抛运动过程水平方向的运动与竖直方向的运动具有等时性,然后分别应用匀速运动规律和初速度为零匀加速直线运动规律解题.
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