Question

如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4m，两极板间距离d＝4×10^－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流以相同的速度v₀从两极板中央平行极板射入，开关S闭合前，两极板间不带电，由于重力作用，微粒能落到下极板的正中央．已知微粒质量m＝4×10^－5 kg、电荷量q＝＋1×10^－8 C，g＝10 m/s²，则下列说法正确的是(   )

A．微粒的入射速度v₀＝10m/s

B．电容器上板接电源正极时微粒有可能从平行板电容器的右边射出电场

C．电源电压为160 V时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场

D．电源电压为100 V时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场

Answer

AC

【解析】

试题分析：当电源接通前，由于两极板间没有电场，所以粒子在重力作用下做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以有，，联立即得，A正确；电容器上板接电源正极时，两极板间存在竖直向下的电场，粒子受到竖直向下的电场力，所以加上电源后，粒子在竖直方向的加速度大于g，粒子运动的时间更少了，所以只会打在中点偏左的地方，不会射出电场，B错误；要使粒子射出电场，电源的上极板必须接负电，当所加电压为U时，微粒恰好从下板的右边缘射出，则有：水平方向有，竖直方向有，解得：；根据牛顿第二定律得：解得：U=120V，若微粒恰好从上板的右边缘射出，则有：根据牛顿第二定律得：解得：U=200V，所以C正确D错误

考点：考查了带电粒子在电场中的偏转

【名师点睛】带电粒子在电场中偏转问题，首先要正确的对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析，确定粒子的运动类型．解决带电粒子垂直射入电场的类型的题，应用平抛运动的规律进行求解．此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力，原则是：除有说明或暗示外，对基本粒子（例如电子，质子、α粒子、离子等），一般不考虑重力；对带点微粒，（如液滴、油滴、小球、尘埃等），一般要考虑重力