> 物理 >
如图所示,平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场,且带正电的极板接地.一质量为m,电荷量为+q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放.

(1)求该粒子在x0处电势能Epx0
(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.
人气:479 ℃ 时间:2019-08-19 14:50:50
解答
(1)W=qEx0…①
W=-(Epx0-0)…②
联立①②得Epx0=-qEx0
(2)解法一
在带电粒子的运动方向上任取一点,设坐标为 x
由牛顿第二定律可得
qE=ma…④
由运动学公式得
V
 2x
=2a(x-x0)…⑤
联立④⑤进而求得:
Ekx=
1
2
mv
 2x
=qE(x-x0
E=Ekx+Epx=-qEx0=Ex0
(2)解法二
在 x轴上任取两点 x1、x2,速度答:分别为 v1、v2
F=qE=ma
v
 22
-v
 21
=2a(x2-x1
联立得:
1
2
mv
 22
-
1
2
m v
 21
=qE(x2-x1
1
2
m v
 22
+(-qEx2)=
1
2
m v
 21
+(-qEx1
Ek2+EP2=Ek1+Ep1
答:(1)该粒子在x0处电势能-qEx0
(2)该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.
推荐
猜你喜欢
© 2024 79432.Com All Rights Reserved.
电脑版|手机版