一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,间距为d,一带电粒子P静止在电容器上部空间中。若在电容器中水平插入一厚度为d1(d1<d)的不带电的金属板N,在N全部插入电容器后(如图4所示),下列关于金属板所处位置与粒子加速度α的叙述正确的是

admin2020-03-06  14

问题 一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,间距为d,一带电粒子P静止在电容器上部空间中。若在电容器中水平插入一厚度为d1(d1<d)的不带电的金属板N,在N全部插入电容器后(如图4所示),下列关于金属板所处位置与粒子加速度α的叙述正确的是(设重力加速度为g)(       )。

选项 A、若N紧靠下极板,则a=0
B、若N紧靠下极板,则a=d1/(d-d1)g
C、若N在电容器中间,则a=g
D、若N在电容器中间,则a=d1/(d-d1)g

答案B

解析 开始时带电粒子静止,则有mg=Eq,E=U/d。两极板与电压恒定的电源相连,故两极板间电压U保持不变。若Ⅳ紧靠下极板,则此时电场强度E’=U/(d-d1),由牛顿第二定律有,解得,A项错误,B项正确。若N在电容器中间,金属板N处于静电平衡状态,极板间距等效长度减小,故仍有,解得,C、D两项错误。
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