]带电粒子在电场中的运动

Question

带电粒子在平行板电容器中 上或下极板接地 分别讨论下当U 或 C 不变时 移动两个极板 场强电势能 动能 加速度 速度等所涉及的物理量的变化
回答不了的 给个学案 或视频也行

Answer 1

给出一个实际的模型：自己做个图：平行板电容器长度L，间距d，下板接地（这非必要）两板间加电压U；
带电粒子不计重力，电荷量q，质量m;粒子沿着平行于板的方向从正中央以速度v0射入板间，从另一端射出电场。

单考虑板间电场：场强E=U/d;U=Q/C（Q是一极板电荷量的绝对值）C=k*ε*S/d (k是常量,ε电容率或者也叫介电系数）==》

E=Q/Cd=Q/k*ε*S=（Q/S)/kε:物理意义是，板间电场强度与单位面积上的电荷量（电荷的面密度）成正比，跟板间距离无关；

所以，当板间距离变化时，板间场强并不变，当S——正对面积变化（比如将两板错开），E与正对面积成正比

板间粒子：设粒子从另一端射出时，在垂直于板方向的位移（又叫做侧位移）为y:

y=0.5at^2 a=F/m=qE/m=qU/md;所以电场力对粒子做功W=Fy=(qU/md)*y=动能增加=Ek'-Ek=0.5mv^2-0.5mv0^2==>

v^2=v0^2+(2qU/md)*y

不计重力所以动能增大=电势能减小

追问

不是粒子射入电场 粒子一开始就在电场中

追答

粒子初状态是什么？不外乎静止或者有个初速度，讨论结果应该是类似的。

追问

静止呀