带等量异种电荷的两平行金属板相距L,板长H,竖直放置,x轴从极板中点O通过,如图20所示。板间匀强电场的场强为E,且带正电的极板接地。将一质量为m、电量为+q的粒子(重力不

◎ 题目

带等量异种电荷的两平行金属板相距L,板长H,竖直放置,x轴从极板中点O通过,如图20所示。板间匀强电场的场强为E,且带正电的极板接地。将一质量为m、电量为+q的粒子(重力不计)从坐标为x0处释放。

小题1:试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动的过程中,电势能与动能总和保持不变。
小题2:为使该粒子从负极板上方边缘的P点射出,须在x0处使该粒子获得竖直向上的初速度v0为多大?

◎ 答案


小题1:直接参照解析
小题2:

◎ 解析


小题1:在带电粒子运动方向上任取一点,设其坐标为,取接地极板为零势能点。将粒子从O点移到处电场力做正功,,即粒子在x处的电势能为,在处的电势能为
再由牛顿第二定律①,②,解得③,又④,⑤,,得⑥,即该带电粒子在极板间运动的过程中,电势能与动能总和保持不变,证毕。
小题2:粒子在竖直向上射出后做类平抛运动。故竖直方向做匀速直线运动,到达P点时有⑦;水平方向做初速度为零的匀加速运动,有⑧,联立解得

◎ 知识点

    专家分析,试题“带等量异种电荷的两平行金属板相距L,板长H,竖直放置,x轴从极板中点O通过,如图20所示。板间匀强电场的场强为E,且带正电的极板接地。将一质量为m、电量为+q的粒子(重力不…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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