问题
问答题
如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两板间电压为U，相距为d，两板间形成匀强电场．有一带电粒子质量为m（重力不计）、所带电量为+q，从两板下端连线的中点P以竖直速度v0射入匀强电场中，要使得带电粒子落在A板M点上，试求：
（1）此过程中电场力做的功
（2）M点离板下端的高度
（3）若将A板向左侧水平移动d/2，此带电粒子仍从P点以速度v0竖直射入匀强电场，则两板间电压应增大还是减小？电压应变为原来的几倍？
（4）若将A板向左侧水平移动d/2时两板电压保持为U，则此带电粒子应以多大的速度v′从P点竖直射入匀强电场？
答案
（1）此过程中电场力做的功 W=
qU 2
（2）小球水平方向做匀加速运动，竖直方向做匀速直线运动，则有
水平方向有：
=d 2
at2，①1 2
式中a=
=Eq m
②Uq dm
竖直方向有：h=v0t ③
联立解得M点离板下端的高度 h=
v0dm qU
（3）电压应增大，初速度v0不变，根据③知，两次运动的时间相等，由①有
=d a1 2d a2
得a2=2a1
由②式推得两板间电压关系为U2=3U1，电压应变为原来的3倍．
（4）电压不变，则Ed=E′?
d，得加速度关系a′=3 2
a2 3
由式d′=
a′(1 2
)2h v′
可解得v′=
?qU 3m
=h d
v03 3
答：
（1）此过程中电场力做的功为
q．U 2
（2）M点离板下端的高度是
v0d．m qU
（3）两板间电压应增大，电压应变为原来的3倍．
（4）此带电粒子应以
v0的速度v′从P点竖直射入匀强电场．3 3