如图，平行板电容器板间距离为3d，两极板与一电池相连，两极板间有一个外径为2d的金属球壳，球壳上下各有一小孔，两极板也各有一小孔，四个小孔在一条竖直线上（小孔对电场的影响可

Question

如图，平行板电容器板间距离为3d，两极板与一电池相连，两极板间有一个外径为2d的金属球壳，球壳上下各有一小孔，两极板也各有一小孔，四个小孔在一条竖直线上（小孔对电场的影响可以忽略不计），电容器下极板刚好与球壳接触．在上极板小孔的正上方d处的P点，有一个带正电的微粒由静止释放，穿过电容器从下极板小孔以v飞出，已知重力加速度为g．若将下极极向下平移d，离开球壳，其它不动，微粒仍从P点由静止释放，微粒能否还从下极板小孔处穿出？（只需答“能”或者“不能”）若能穿出，则求穿出时的速度；若不能穿出，则求该微粒能到达的最低位置．

Answer 1

能；
球壳内部E=0，下板与球壳因接触而电势相等，两板电势差大小设为U，
对粒子的下落过程应用动能定理，可得：Mg•4d-qU=(1)/(2)mv²；
b板下移d后，球壳内部仍为E=0，球壳为等势体，设微粒以v′穿出下板小孔，
对粒子的下落过程再应用动能定理，可得：
Mg5d-qU=(1)/(2)m v′²；
由②、③可得：v′=√(v2+2gd)；
答：能穿出，且穿出时的速度√(v2+2gd)．