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如图2-3所示,平行板电容器两极板间有场强为 E的匀强电场,且带正电

如图2-3所示,平行板电容器两极板间有场强为 E的匀强电场,且带正电的极板接地.一质量为 m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力)从 x轴上坐标为 x0 处由静止释放.

图2-3

(1)求该粒子在x0处的电势能

;

(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.

答案

解：(1)W电=qEx0①

W电=－(-0)②

联立①②得= qEx0.

(2)在x轴上任取两点x1、x2,速度分别为v1、v2

F=qE=ma

v22-v12=2a(x1、x2)

联立得

mv12=qE(x2-x1)

mv22+(-qEx2)=mv12+(-qEx1)

Ek2+Ep2=Ek1+Ep1.

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