问题 问答题

如图所示,板长为L的平行板电容器倾斜固定放置,极板与水平线夹角θ=30°,某时刻一质量为m,带电量为q的小球由正中央A点静止释放,小球离开电场时速度是水平的,(提示:离开的位置不一定是极板边缘)落到距离A点高度为h的水平面处的B点,B点放置一绝缘弹性平板M,当平板与水平夹角a=45°时,小球恰好沿原路返回A点.求:

(1)电容器极板间的电场强度E;

(2)平行板电容器的板长L;

(3)小球在AB间运动的周期T.

答案

(1)带电粒子沿水平方向做匀加速运动可知Eqcosθ=mg,

解得:E=

mg
qcosθ
=
2
3
mg
3q

(2)小球垂直落到弹性挡板上,且α=45°,

v0=vy=

2gh

根据动能定理:Eq?

1
2
Ltanθ=
1
2
m
v20

解得:L=3h.

(3)由于小球在复合场中做匀加速运动

L
2cosθ
=
1
2
gtanθ
t21

解得 t1=

L
gsinθ
=
6h
g

平抛运动的时间为 t2=

2h
g

总时间为  t=2t1+2t2=2(

6h
g
+
2h
g
).

答:(1)电容器极板间的电场强度E为

2
3
mg
3q

(2)平行板电容器的板长L为3h;

(3)小球在AB间运动的周期T为2(

6h
g
+
2h
g
).

多项选择题
单项选择题