(2006•黄冈模拟)如图所示,水平放置的平行板电容器为c,两板间距离为d,板长为l,使两板带上电量为Q的等量异号电荷时,一质量为m的带电微粒恰好能在两板间做匀速直线运动.求:
(1)微粒的带电量.
(2)若将电容器带电量增大为3Q,让该微粒以水平初速度ν进入电容器,则微粒在穿过电容器过程中,垂直于平行板方向的位移为多少?
(1)电容器两板间电势差为:U1=
Q
C
两板间电场强度为:E1=
U1
d=
Q
Cd
由微粒的合为零得:qE1=mg
故微粒的带电量为:q=
mg
E1=
Cdmg
Q
(2)电容器带电量增为3Q,则板间场强增大为3E1,故带电微粒所受电场力将增为3mg,粒子将向上偏转,且加速度为:
a=
2mg
m=2g
微粒在电场中运动的时间为:t=
l
ν
垂直于平行板方向的位移为:y=
1
2at2=
gl2
v2
答:(1)微粒的带电量为[Cdmg/Q].
(2)微粒在穿过电容器过程中,垂直于平行板方向的位移为
gl2
v2.
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