问题
计算题
如图所示,平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场,且带正电的极板接地。一质量为m,电荷量为+q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放。
(1)求该粒子在x0处电势能Epx。
(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变。
答案
解:(1) ①
②
联立①②得 ③
(2)在带电粒子的运动方向上任取一点,设坐标为x
由牛顿第二定律可得 ④
由运动学公式得 ⑤
联立④⑤进而求得