Question

9．如圖所示，兩平行金屬板始終接在電源上．當(dāng)金屬板水平放置時(shí)，其間有一個(gè)帶電微粒恰好能在P點(diǎn)靜止平衡；現(xiàn)讓兩金屬板均繞各自的水平中心軸線迅速地轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度α（至虛線位置），則粒子的加速度為gtanα，方向水平向左（重力加速度為g）

Answer 1

分析 帶電微粒P在水平放置的A、B金屬板間的電場(chǎng)內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明處于平衡狀態(tài)，豎直向上的電場(chǎng)力大小等于重力的大小，當(dāng)兩平行金屬板A、B分別以O(shè)、0′中心為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過相同的較小角度α，然后釋放P，此時(shí)P受到重力、電場(chǎng)力，合力向左，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度

解答 解：開始時(shí)，電場(chǎng)力qE=mg，
設(shè)初狀態(tài)極板間距是d，旋轉(zhuǎn)α角度后，極板間距變?yōu)閐cosα，因?yàn)殡妱?shì)差不變，則電場(chǎng)強(qiáng)度E′=$\frac{E}{cosα}$，
電場(chǎng)力在豎直方向上的分力仍然等于重力，則合力沿水平方向，
根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)_合=mgtanα=ma，
解得a=gtanα．方向水平向左；
故答案為：gtanα．水平向左

點(diǎn)評(píng) 考查了已知受力求運(yùn)動(dòng)，正確受力分析，有牛頓第二定律判斷運(yùn)動(dòng)情況，解決本題的關(guān)鍵是確定新場(chǎng)強(qiáng)與原來場(chǎng)強(qiáng)在大小、方向上的關(guān)系