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如图所示,两平行金属板始终接在电源上,当金属板水平放置时,其间有一个带电微粒恰好能在P点静止平衡;现让两金属板均绕各自的水平中心轴线逆时针迅速地转过α角(到达图中虚线位
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如图所示,两平行金属板始终接在电源上,当金属板水平放置时,其间有一个带电微粒恰好能在P点静止平衡;现让两金属板均绕各自的水平中心轴线逆时针迅速地转过α角(到达图中虚线位置),试判断P点的粒子是否还能保持平衡.若能,写出判断过程;若不能,求出此时粒子的加速度大小和方向.




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答案和解析
开始时,电场力qE=mg,
设初状态极板间距是d,旋转α角度后,极板间距变为dcosα,因为电势差不变,则电场强度E′=
,
电场力在竖直方向上的分力仍然等于重力,则合力沿水平方向,
根据牛顿第二定律得,F合=mgtanα=ma,
解得a=gtanα.方向水平向左;
答:带电微粒P在电场中运动时不能平衡,加速度为gtanα.方向水平向左.
E E Ecosα cosα cosα,
电场力在竖直方向上的分力仍然等于重力,则合力沿水平方向,
根据牛顿第二定律得,F合合=mgtanα=ma,
解得a=gtanα.方向水平向左;
答:带电微粒P在电场中运动时不能平衡,加速度为gtanα.方向水平向左.

设初状态极板间距是d,旋转α角度后,极板间距变为dcosα,因为电势差不变,则电场强度E′=
E |
cosα |
电场力在竖直方向上的分力仍然等于重力,则合力沿水平方向,
根据牛顿第二定律得,F合=mgtanα=ma,
解得a=gtanα.方向水平向左;
答:带电微粒P在电场中运动时不能平衡,加速度为gtanα.方向水平向左.
E |
cosα |
电场力在竖直方向上的分力仍然等于重力,则合力沿水平方向,
根据牛顿第二定律得,F合合=mgtanα=ma,
解得a=gtanα.方向水平向左;
答:带电微粒P在电场中运动时不能平衡,加速度为gtanα.方向水平向左.
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