Question

5．如圖所示，傾斜放置的平行板電容器兩極板與水平面夾角為θ，極板間距為d，帶負(fù)電的微  粒質(zhì)量為m、帶電量為q，從極板M的左邊緣A處以某一速度v_o水平射入，沿直線運(yùn)動(dòng)并從極板N的右邊緣B處射出，試求：
（1）帶電微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度a；
（2）帶電微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電勢(shì)能變化量△E_P．

Answer 1

分析 微粒在電場(chǎng)中受到重力和電場(chǎng)力，而做直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力的合力必定平沿直線做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，微粒的加速度可有牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出．根據(jù)能量守恒研究微粒電勢(shì)能的變化，從而即可求解．

解答 解：（1）由題分析，結(jié)合受力分析圖，可知，微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，
則有：tanθ=$\frac{ma}{mg}$
解得a=gtanθ，
（2）因重力做功mgd，微粒的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，
根據(jù)能量守恒定律得知，微粒的電勢(shì)能增加了mgd． 
 那么微粒的電勢(shì)能增加量△?=ma$\fracdttrzpx{sinθ}$，
又△?=qU，因此微粒從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程電勢(shì)能增加$\frac{mgd}{cosθ}$．
答：（1）帶電微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度gtanθ；
（2）帶電微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電勢(shì)能變化量$\frac{mgd}{cosθ}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，關(guān)鍵是分析受力情況，判斷出電場(chǎng)力方向．