两个半径均为R的圆形平板电极,平行正对放置,相距为d,极板间的电势差为U,板间电场可以认为是均匀的。一个粒子(42He)从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e,质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,求:
(1)极板间的电场强度E;
(2)粒子在极板间运动的加速度a;
(3)粒子的初速度v0。
如下图所示,A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场,一电子以v0=4×106 m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场,从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角.已知电子电荷e=1.6×10-19 C,电子质量m=0.91×10-30 kg.求:
(1)电子在C点时的动能是多少J?
(2)O、C两点间的电势差大小是多少V?
如右图所示,小球A和B带电荷量均为+q,质量分别为m和2m,用不计质量的竖直细绳连接,在竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳突然断开.小球A和B之间的相互作用力忽略不计.求:
(1)该匀强电场的场强E.
(2)细绳断开后A、B两球的加速度aA、aB.
计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器.电容的计算公式是C=ε,其中ε=9.0×10-12 F·m-1,S表示两金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离.当某一键被按下时,d发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电子线路发出相应的信号.已知两金属片的正对面积为50 mm2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF,电子线路就能发出相应的信号.那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离?
如图所示,一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上,电容C=3.0×10-10 F,两极板间距离d=1.20×10-3 m,取g=10 m/s2,求:
(1)该电容器所带电荷量.
(2)若板间有一带电微粒,其质量为m=2.0×10-3 kg,恰在板间处于静止状态,则微粒带电荷量多少?带何种电荷?
如下图,A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板,一个质量m=10-4 kg,电荷量q=5×10-5 C的带正电粒子静止于两板的正中央,已知两板间距离为20 cm,g=10 m/s2,求:
(1)两板间匀强电场的场强大小;
(2)两板间的电势差;
(3)若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半,使带电粒子从两板正中央由静止开始运动,则经过多长时间粒子撞到板上.