如图所示,一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器,电容为C.电容器的A板接地,且中间有一小孔S.一个被加热的灯丝K与S
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解题思路:(1)当B板吸收了N个电子时电容器所带电荷量为Q=Ne,由电容的定义式C=[Q/U]求电势差.

(2)电子经过U0的电压加速后,进入A、B板间的动能为eU0,进入A、B板间电场后做减速运动.随着B板电荷增加,电子在A、B间的加速度越来越大,直至电子到达B板的速度为零,此时A、B板间的电压达到最大值Um根据动能定理求解.

(3)B板吸收的总电荷为Q=net,而最大电量Q=CUm

(1)当B板吸收了N个电子时,电容器所带电荷量为Q=Ne,根据电容的定义 C=

Q

U

得此时A、B两板间的电压为U=

Ne

C

(2)电子经过U0的电压加速后,进入A、B板间的动能为eU0,进入A、B板间电场后做减速运动.随着B板电荷增加,电子在A、B间的加速度越来越大,直至电子到达B板的速度为零,此时A、B板间的电压达到最大值Um

根据动能定理得:eU0-eUm=0

得出 Um=U0

(3)设从电子进入A、B板间,直到板间电压达到最大值Um,经过的时间为t,则B板吸收的总电荷为

Q=net,最大电量Q=CUm=CU0

可以得出  t=

U0C

ne

答:

(1)当B板吸收了N个电子时,A、B两板间的电势差是[Ne/C].

(2)A、B两板间可达到的最大电势差是U0

(3)从电子射入小孔S开始到A、B两板间的电势差达到最大值所经历的时间是

U0C

ne.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用;电容.

考点点评: 本题是带电粒子在电场中直线加速和减速与电容器有关知识的综合,关键要掌握电容的定义式C=[Q/U],并运用动能定理求解.

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