Question

如右圖所示，極板長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行板電容器傾斜固定放置，極板與水平線的夾角為θ，某時(shí)刻一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球由正中央A點(diǎn)靜止釋放，小球離開電場(chǎng)時(shí)速度是水平的，落到距離A點(diǎn)高度為h的水平面處的B點(diǎn)．則電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為

 

；帶電粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為

 

； 若在B點(diǎn)放置一個(gè)絕緣彈性平板M，可任意設(shè)置M與水平面的夾角a，則帶電小球反彈的最大高度為

 

（設(shè)球與M的碰撞無能量和電量損失）．

Answer 1

分析：根據(jù)小球在電容器間受重力和電場(chǎng)力的合力沿水平方向，根據(jù)平行四邊形定則求出電場(chǎng)力的大小，從而求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小．根據(jù)動(dòng)能定理求出帶電粒子到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能以及反射上升的最大高度．

解答：解：因?yàn)殡妶?chǎng)力和重力的合力沿水平方向，根據(jù)平行四邊形定則得，F(xiàn)=qE=

mg

cosθ

解得電場(chǎng)強(qiáng)度E=

mg

qcosθ

．
帶電粒子出電場(chǎng)的過程中，沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離為

L

2

tanθ．
根據(jù)動(dòng)能定理得，mgh+qE

L

2

tanθ=E_kB-0．
解得EkB=mgh+

mgLsinθ

2cos2θ

．
對(duì)反彈的過程運(yùn)用動(dòng)能定理得，-mgH=0-

1

2

mv2
解得H=h+

Lsinθ

2cos2θ

．
故答案為：（1）

mg

qcosθ

，mgh+

mgLsinθ

2cos2θ

，h+

Lsinθ

2cos2θ

點(diǎn)評(píng)：本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是受力分析，確定微粒的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合動(dòng)能定理進(jìn)行求解．