Question

9．如圖所示，平行板電容器水平放置，下極板N帶正電；一帶正電的微粒從兩極板的中間以初速度v₀水平射入且能穿過兩極板，已知微粒的重力不可忽略．則（　　）

• A． 微粒不可能沿水平直線穿過兩極板
• B． 微粒的質量越大，其穿過兩極板間的豎直偏移量越大
• C． 微粒的質量越大，其穿過兩極板間的豎直偏移量越小
• D． 不管微粒的質量多大，微粒穿過兩極板的時間相同

Answer 1

分析 對帶電微粒受力分析，受重力和向上的電場力；再分析其運動情況，采用正交分解法研究，水平分運動是勻速直線運動，豎直方向分運動要看重力和電場力的合力情況，如果重力和電場力不等，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，如果電場力與重力平衡，則豎直分運動的分速度一直為零．

解答 解：A、對微粒受力分析，受重力和電場力，微粒帶正電荷，下極板N帶正電，故電場力向上，當重力和電場力的合力為零時，微粒做勻速直線運動，沿水平直線穿過兩極板故A錯誤；
D、微粒的水平分運動是勻速直線運動，故微粒穿過兩極板的時間相同t=$\frac{L}{{v}_{0}}$，保持不變，故D正確；
B、如果電場力大于重力，則合力向上，則豎直分位移：y=$\frac{1}{2}•a•{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\frac{qE-mg}{m}•{（\frac{L}{{v}_{0}}）}^{2}$，故微粒的質量越大，其穿過兩極板間的豎直偏移量越小，故B錯誤；
C、如果電場力小于重力，則合力向下，則豎直分位移：y=$\frac{1}{2}•a•{t}^{2}$=$\frac{1}{2}•\frac{mg-qE}{m}•{（\frac{L}{{v}_{0}}）}^{2}$，故微粒的質量越大，其穿過兩極板間的豎直偏移量越大，故C錯誤；
故選：D

點評 本題是粒子在重力場和電場混合場中的運動問題，關鍵是采用正交分解法分析微粒的運動情況，明確其水平分運動是勻速直線運動，豎直分運動是勻變速直線運動．