如图所示,相距一定距离的两块平行金属板M、N与电源相连,开关S闭合后,M、N间有匀强电场,一个带电粒子垂直于电场方向从M板边缘射入电场,恰打在N板的正中央.忽略重力和空气阻力,问:
(1)若S保持闭合,为使粒子能飞出电场,N板向下平移的距离至少为原来的多少倍?
(2)若把S断开,为使粒子能飞出电场,N板向下平移的距离至少为原来的多少倍?
(设粒子射入电场的初速度不变)

设电源电压为U,粒子初速度为v0,极板长为l,由题意可得:
y=at=•()2=d ①
(1)当S保持闭合时,两板间电压U不变,设M、N两板间的距离此时变为d1,则有:
y1=a1t12=•()2=d1 ②
联立①②解得:d1=2d,所以下移的距离为原来的1倍.
(2)当S断开时,两板的电荷量Q不变,设M、N两板间的距离此时变为d2,有:
由电容的决定式C=、电容的定义式和匀强电场的场强公式E=得
Q=••d=•=•,得:= ③
则 y2=a2t22=()2=d2 ④
联立①③④解得:d2=4d,所以下移的距离为原来的3倍.
答:
(1)若S保持闭合,为使粒子能飞出电场,N板向下平移的距离至少为原来的1倍.
(2)若把S断开,为使粒子能飞出电场,N板向下平移的距离至少为原来的3倍.