Question

5．如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，极板间距为d，带负电的微  粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以某一速度v_o水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，试求：
（1）带电微粒运动过程中加速度a；
（2）带电微粒在运动过程中的电势能变化量△E_P．

Answer 1

分析 微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力的合力必定平沿直线做匀减速直线运动，微粒的加速度可有牛顿运动定律求出．根据能量守恒研究微粒电势能的变化，从而即可求解．

解答 解：（1）由题分析，结合受力分析图，可知，微粒做匀减速直线运动，动能减小，
则有：tanθ=$\frac{ma}{mg}$
解得a=gtanθ，
（2）因重力做功mgd，微粒的重力势能减小，动能不变，
根据能量守恒定律得知，微粒的电势能增加了mgd． 
 那么微粒的电势能增加量△?=ma$\frac{d}{sinθ}$，
又△?=qU，因此微粒从A点到B点的过程电势能增加$\frac{mgd}{cosθ}$．
答：（1）带电微粒运动过程中加速度gtanθ；
（2）带电微粒在运动过程中的电势能变化量$\frac{mgd}{cosθ}$．

点评 本题是带电粒子在电场中运动的问题，关键是分析受力情况，判断出电场力方向．