如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,若正极板A以固定直线OO′为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,恰有一质量为m带负电荷的粒子(不计重力)以速度V0沿垂直于电场方向射入平行板之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B固定不动,带电粒子始终不与极板相碰)(  )A. 直线B. 正弦曲线C. 抛物线D. 向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线

问题描述:

如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,若正极板A以固定直线OO′为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,恰有一质量为m带负电荷的粒子(不计重力)以速度V0沿垂直于电场方向射入平行板之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B固定不动,带电粒子始终不与极板相碰)(  )
A. 直线
B. 正弦曲线
C. 抛物线
D. 向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线

平行板电容器的电容:C=ɛs4kπd (s为两板的正对面积,d为两板间的距离)由E=Ud,C=QU 以及C=ɛs4kπd 可推导出E=4kπQɛs 即E∝Qɛs,由此式可知,若Q、S和介质不变,只改变距离d,则电场强度E不变.所以正极板A以...
答案解析:由题意可知,开始时带电粒子受电场力作用.通过电容的定义式,平行板电容器的电容公式以及匀强电场的电场强度公式进行推导,可得出结论:只改变平行板电容器的板间距离的情况下,平行板电容器内部的电场强度不变,从而可得出正确选项.
考试点:带电粒子在匀强电场中的运动.
知识点:解决此类问题,要注意以下两方面的理解:
1、电容是表示电容器容纳电荷的本领
(1)、定义式为:C=

Q
U
(=
△Q
△U

(2)、对于平行板电容器的电容有:C=
ɛs
4kπd
  (S为正对面积、d为两板间的距离)
(3)、E=
U
d
,C=
Q
U
以及C=
ɛs
4kπd
可推导出E=
4kπQ
ɛs
,即E∝
Q
ɛs
,由此可见,若Q、S不变,只改变d,电场强度E不变.
2、处理平行板电容器类问题时应注意一下三点:
(1)、平行板电容器充电后,板间电场为匀强电场.
(2)、若电容器始终与电源相连,则两板间的电压U不变.
(3)、若电容器充电后,与电源断开,则电容器的带电量Q不变.