Question

一水平放置的平行板电容器置于真空中，开始时两极板的匀电场的场强大小为E₁，这时一带电粒子在电场的正中处于平衡状态．现将两极板间的场强大小由E₁突然增大到E₂，但保持原来的方向不变，持续一段时间后，突然将电场反向，而保持场强的大小E₂不变，再持续一段同样时间后，带电粒子恰好回到最初的位置，已知在整个过程中，粒子并不与极板相碰，求场强E₁的值．

Answer 1

答案：
解析：

解析：设带电粒子带电为，根据题目条件可知，要使粒子平衡，则下极板带正电，上极板带负电，且有：　　① 　　当电场由E1变到E2，但方向不变，时，有，粒子在E2的方向上做匀加速度直线运动，粒子从A运动到B，设加速所用时间为，此时E2反向，设粒子的速度为，此后粒子向上做加速度为减速度运动，直到速度为零，到达B点；此后粒子在电场力和重力作用下向下做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为，回到出发点A．设粒子从B到A的时间为． 　　　　② 　　粒子从B点经C点回到A点，有：　　③ 　　由于　　④ 　　所以有：　　⑤ 　　由题意可知：　　⑥　　联解得： 　　即：　　得到：