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，沿直線運動并從極板N的右邊緣B處射出，試求：
（1）帶電微粒運動過程中加速度a；
（2）帶電微粒在運動過程中的電勢能變化量△E_P．

Answer 1

分析 微粒在電場中受到重力和電場力，而做直線運動，電場力與重力的合力必定平沿直線做勻減速直線運動，微粒的加速度可有牛頓運動定律求出．根據(jù)能量守恒研究微粒電勢能的變化，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動，動能減小，
則有：tanθ=$\frac{ma}{mg}$
解得a=gtanθ，
（2）因重力做功mgd，微粒的重力勢能減小，動能不變，
根據(jù)能量守恒定律得知，微粒的電勢能增加了mgd． 
 那么微粒的電勢能增加量△?=ma$\fracg9caenv{sinθ}$，
又△?=qU，因此微粒從A點到B點的過程電勢能增加$\frac{mgd}{cosθ}$．
答：（1）帶電微粒運動過程中加速度gtanθ；
（2）帶電微粒在運動過程中的電勢能變化量$\frac{mgd}{cosθ}$．

點評 本題是帶電粒子在電場中運動的問題，關(guān)鍵是分析受力情況，判斷出電場力方向．