Question

【題目】如圖所示，水平放置的平行板電容器，兩極板間距d=8cm，板長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=10m/s2）求：

（1）將下板向上提起后，液滴的加速度大小；

（2）液滴從射入電場開始計時，勻速運動到P點所用時間為多少？

Answer 1

【答案】（1）2m/s2（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，所以由：

qE=mg

即

q=mg

得：

qU=mgd

當下板向上提起后，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：

F′=q

a==2m/s2

（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

，

得：

=0.2s

而液滴從剛進入電場到出電場的時間：

t2==0.5 s

所以液滴從射入開始勻速運動到P點時間為

t=t2-t1=0.3s