如圖所示,水平放置的平行板電容器,兩板間距為d=8cm,板長為L=25cm,接在直流電源上,有一帶電液滴以v0...
來源:國語幫 1.25W
問題詳情:
如圖所示,水平放置的平行板電容器,兩板間距為d=8cm,板長為L=25cm,接在直流電源上,有一帶電液滴以v0=0.5m/s的初速度從板間的正*水平*入,恰好做勻速直線運動,當它運動到P處時迅速將下板向上提起cm,液滴剛好從金屬板末端飛出,求:
(1)將下板向上提起後,液滴的加速度大小;
(2)液滴從*入電場開始計時,勻速運動到P點所用時間為多少?(g取10m/s2)
【回答】
【知識點】帶電粒子在勻強電場中的運動 I3
【*解析】(1)(2)0.3s解析:(1)帶電液滴在板間受重力和豎直向上的電場力,因為液滴勻速運動,所以有:
當下板向上提後,d減小,E增大,電場力增大,故液滴向上偏轉,在電場中做類平拋運動.
此時液滴所受電場力
.
(2)因為液滴剛好從金屬末端飛出,所以液滴在豎直方向上的位移是
設液滴從P點開始在勻強電場中飛行的時間為
,
而液滴從剛進入電場到出電場的時間
所以液滴從*入開始勻速運動到P點時間為.
【思路點撥】1)電容器與電源相連,故極板間電勢差恆定,由E=,可以求出電場強度與電勢差的關係,從而根據開始時液滴平衡求解電場力與重力的關係,從而求得下極板上提後電荷所受電場力的大小,根據牛頓第二定律求解加速即可; (2)根據粒子恰好從上極板邊緣飛出,根據豎直方向粒子做勻加速運動,由加速度和位移求出粒子做類平拋運動時間,而粒子穿過平行板的總時間等於板長與初速度的比值,從而求得粒子到達P的時間.
本題抓住平行板間電場強度與電勢差的關係,知道粒子做類平拋運動求出粒子的運動情況,電容器與電源相連極板電壓保持不變.掌握基本規律是解決問題的關鍵.
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:計算題