问题
问答题
带等量异种电荷的两平行金属板相距L，板长H，竖直放置，x轴从极板中点O通过，如图20所示。板间匀强电场的场强为E，且带正电的极板接地。将一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标为x0处释放。
小题1:试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动的过程中，电势能与动能总和保持不变。
小题2:为使该粒子从负极板上方边缘的P点射出，须在x0处使该粒子获得竖直向上的初速度v0为多大?
答案
小题1:直接参照解析
小题2:
小题1:在带电粒子运动方向上任取一点，设其坐标为
，取接地极板为零势能点。将粒子从O点移到
处电场力做正功，
，即粒子在x处的电势能为
，在处的电势能为
。
再由牛顿第二定律
①，
②，解得
③，又
④，⑤，
，得
⑥，即该带电粒子在极板间运动的过程中，电势能与动能总和保持不变，证毕。
小题2:粒子在竖直向上射出后做类平抛运动。故竖直方向做匀速直线运动，到达P点时有
⑦；水平方向做初速度为零的匀加速运动，有
⑧，联立解得