Question

9．如图所示，水平放置的平行板电容器两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，它从上极板的边缘以初速度v₀射入，沿直线从下极板N的边缘射出，重力加速度为g，求两板间的电压U．

Answer 1

分析 微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力必定平衡做匀速直线运动，否则就做曲线运动．微粒的加速度一定为零．根据能量守恒研究微粒电势能的变化．由△?=qU，求解电势差．

解答 解：对物体受力分析可知，微粒做匀速直线运动，重力做功mgd，动能不变，根据能量守恒定律得知，微粒的电势能增加了mgd．由上可知微粒的电势能增加量△E=mgd，又△E=qU，得到两极板的电势差为：U=$\frac{mgd}{q}$．
答：两板间的电压U为$\frac{mgd}{q}$

点评 题是带电粒子在电场中运动的问题，关键是分析受力情况，判断出粒子做匀速直线运动