Question

【題目】如圖所示，水平放置的平行板電容器，兩板間距為d=9 cm，板長為L=30 cm，接在直流電源上，有一帶電液滴以v0=0.6 m/s的初速度從板間的正中央水平射入，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，g取10 m/s2。求：

（1）將下板向上提起后，液滴的加速度；

（2）液滴從射入電場開始計時，勻速運動到P點的時間。

Answer 1

【答案】（1）1 m/s2 （2）0.2 s

【解析】

(1)液滴先做勻速運動，受到的重力和電場力平衡，當液滴運動到P處時迅速將下板向上提起時，板間場強增大，液滴向上偏轉做類平拋運動，根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律可求出加速度大�。�(2)液滴向上偏轉過程中，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動，水平方向做勻速直線運動，由運動學公式可求得液滴從射入開始勻速運動到P點所用時間．

(1)帶電液滴在板間做勻速直線運動，電場力向上

qE=mg，E=，

即:qU=mgd

當下板上移后，E增大，電場力變大，液滴向上偏轉，在電場中做勻變速直線運動

此時電場力：F′=q=

由牛頓第二定律：a==

代入數(shù)據(jù)得：a=1m/s2,方向豎直向上

(2)液滴在豎直方向上的位移為d/2，設液滴從P點開始在板間運動的時間為t1

=at12，t1=0.3s

液滴在電場中運動的總時間t2==0.5s

則液滴從射入電場到P點的時間為：t=t2–t1=0.2s