Question

【題目】如圖所示，電源F通過滑動變阻器R1和定值電阻R2，給電容為C的平板電容器供電，該電容器兩極板A、B長為L，兩板間的距離為d，其左端有電壓為U0的加速電場，從O沿A、B中心線射入AB間的電場中，不計電子的重力．

（1）若滑動變阻器的滑片P位于R1的上端a，求電子射出電容器時的速度大小．

（2）現將滑動變阻器的滑片P從a端向下滑動，滑到b端時電子恰好打在電容器的極板上．求此過程中通過R2的電荷量．

Answer 1

【答案】（1）．（2）．

【解析】

（1）當滑動變阻器的滑片位于R1的上端a，電容器兩極板間的電壓為0，電子在加速電場中，根據動能定理即可求解；

（2）根據類平拋運動的規律求出極板AB間的電壓，根據Q=CU求出電容器的電荷量，通過R2的電荷量等于電容器所帶的電荷量

（1）當滑動變阻器的滑片位于R1的上端a，電容器兩極板間的電壓為0，電子在加速電場中，根據動能定理，有：

解得：

電子在兩極板AB間做勻速直線運動，電子射出電容器時的速度大小為：

（2）根據題意滑片滑到b端時電子恰好打在電容器的極板上，電子在極板AB間做類平拋運動，設兩極板電壓為U，

水平方向上有：L=v0t

豎直方向上有：

加速度為：

聯立以上三方程解得：

電容器所帶的電荷量為：

此過程中通過R2的電荷量等于電容器所帶的電荷量