Question

（16分） 如圖所示，水平放置的平行板電容器，與某一電源相連，它的極板長L＝0．4 m，兩板間距離d＝4×10^{－3 m}，有一束由相同帶電微粒組成的粒子流，以相同的速度v₀從兩板中央平行極板射入，開關S閉合前，兩板不帶電，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒質量為m＝4×10^－5 kg，電荷量q＝＋1×10^{－8 C}．（g＝10 m/s²）求：

（1）微粒入射速度v₀為多少？
（2）為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場，電容器的上板應與電源的正極還是負極相連？所加的電壓U應取什么范圍？

Answer 1

（1）10m/s（2）120V＜U＜200V

試題分析：（1）據題意，帶電粒子進入電場做類平拋運動，即
＝v₀t
＝gt²
可解得v₀＝＝10 m/s．
（2）電容器的上板應接電源的負極，
當所加的電壓為U₁時，微粒恰好從下板的右邊緣射出
＝a₁
a₁＝
解得：U₁＝120 V（1分）
當所加的電壓為U₂時，微粒恰好從上板的右邊緣射出
＝a₂
a₂＝
解得U₂＝200V
所以120 V＜U＜200V．