如图1所示，平行板电容器带电量为Q，固定在绝缘底座 - 已解决

如图1所示，平行板电容器带电量为Q，固定在绝缘底座上，两极板竖直放置，整个装置静止在光滑的水平面上，板间距离为d，一个质

如图1所示，平行板电容器带电量为Q，固定在绝缘底座上，两极板竖直放置，整个装置静止在光滑的水平面上，板间距离为d，一个质量为m，带电量为+q的弹丸以一定的初速度从一极板间中点的小孔射入电容器中（弹丸的重力不计，电容器外面周围的电场强度为零），设弹丸在电容器中最远运动到P点，弹丸在整个运动过程中的v-t图象如图2所示，根据力学规律和题中所提供的信息，你能求得哪些定量的结果？请写出其中四个物理量的求解过程．提示：例如反映电容器的有关物理量、电容器及底座的总质量及系统在运动过程中的守恒量等．

收藏：

点赞数：

评论数：

1个回答

解题思路：从题中v-t图象提供信息可知粒子的运动规律，从图象中可知得出加速度；由牛顿第二定律可以求出电场强度；根据U=Ed可以求出电容器的电压；根据

电容C=[Q/U]可以求电容，由动量定恒及能量守恒可以求电容器及底座总质量等．

答案有多种

（1）从题中v-t图象提供信息可知，弹丸在电容器内两平行板间电场力作用下先做匀减速直线运动，速度减为零后，再向右做匀加速直线运动，在t₁时刻刚好离开电容器，做匀速运动，速度为v₁．

从图象可得弹丸的加速度大小为：a＝

v0+v1

（2）设电场强度为E，由牛顿定律得qE=ma

解得：E＝

m(v0+v1)

qt1

（3）电容器电压U=Ed=

m(v0+v1)

qt1d

（4）电容器的电容C=[Q/U]=

qQt1

m(v0+v1)d

（5）设电容器最后速度为v，电容器及底座总质量为M，

由动量定恒：m v₀=M v-m v₁

能量守恒：[1/2m

v20＝

2MV2+

v21]

解得：电容器及底座总质量为M=

m(v0+v1)

v0−v1

（6）弹丸及电容器组成的系统在整个运动过程中，能量守恒：

弹丸及电容器的总能量E₀=[1/2m

v20]

点评：

本题考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律．

考点点评：本题是开放题，答案较多，关键抓住粒子的运动规律进行求解，难度适中．

点赞数：

评论数：

相关问题

如图1所示，平行板电容器带电量为Q，固定在绝缘底座上，两极板竖直放置，整个装置静止在光滑的水平面上，板间距离为d，一个质

点赞数：
0
回答数：
1
静止在光滑水平面上已经充电的平行板电容器的板间距离为d,在板上有个小孔,电容器固定在绝缘底座上,总质量为M；有一个质量为

点赞数：
0
回答数：
1
A、B两金属板如图竖直固定在绝缘底座上，与底座的总质量为m．将其静放在光滑水平面上．已知两金属板间的电压为U，极板间距为

点赞数：
0
回答数：
1
（2008•安徽模拟）如图所示，电容器固定在一绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，电容为C，右极

点赞数：
0
回答数：
1
如图所示，平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，板间距离为d，竖直放置，今在两板的中点[1/2]d处放一带电量为q的粒子

点赞数：
0
回答数：
1
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

点赞数：
0
回答数：
1
（2011•江苏模拟）如图所示，一平行板电容器电容为C，极板间距为d，所带电量为Q，在两极板正中间固定一电量为q的点电荷

点赞数：
0
回答数：
1
在水平放置的带电平行板电容器两极板间有一质量为m,带电量为q的小球,处于静止状态,重力加速

点赞数：
0
回答数：
1
如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上极板开有一小孔，质量均为m，带电荷量均为+q的两个带电小球（视为质点）

点赞数：
0
回答数：
2
（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

点赞数：
0
回答数：
1

关注公众号

一起学习，一起涨知识