如圖所示,水平放置的平行板電容器,原來兩極板不帶電,上極板接地,極板長L=0.1m,兩板間距離d=0.4cm,有一束由相同粒子組成的帶正電粒子流,以某一初速度v
0從兩板中央平行于極板射入,由于重力的作用,粒子恰能落到下板中點O處.已知粒子質(zhì)量為m=2×10
-6 kg,電荷量q=1×10
-8 C,電容器的電容C=1×10
-6 F,g取10m/s
2,不計空氣阻力.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/18d8bc3eb13533fa58e3749fabd3fd1f41345b2e.jpg)
(1)求粒子入射速度v
0的大?。?br>(2)若在兩極板間加上適當?shù)暮愣妷?,要讓以速度v
0入射的上述帶電粒子,恰好做勻速直線運動從兩板間飛出,試確定下極板的帶電性質(zhì)和電荷量?
(1)帶電粒子做平拋運動
水平位移:
=v
0t----①
豎直位移:
=
gt
2----②
由①、②得v
0=
=2.5m/s.
(2)粒子受到的重力是豎直向下的,所以電場力要豎直向上,
由于粒子帶的是正電,所以下極板帶正電.
由平衡條件有qE=mg----③
又E=
----④
Q=CU----⑤
由③、④、⑤得Q=
-----⑥
將數(shù)據(jù)代入⑥式,解得Q=8×10
-6C.
答:(1)求粒子入射速度v
0的大小是2.5m/s;
(2)下極板帶正電,下極板的電荷量是8×10
-6C.