如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0...
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问题详情:
如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.5m/s的初速度从板间的正*水平*入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm,液滴刚好从金属板末端飞出,求:
(1)将下板向上提起后,液滴的加速度大小;
(2)液滴从*入电场开始计时,匀速运动到P点所用时间为多少?(g取10m/s2)
【回答】
【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动 I3
【*解析】(1)(2)0.3s解析:(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力,因为液滴匀速运动,所以有:
当下板向上提后,d减小,E增大,电场力增大,故液滴向上偏转,在电场中做类平抛运动.
此时液滴所受电场力
.
(2)因为液滴刚好从金属末端飞出,所以液滴在竖直方向上的位移是
设液滴从P点开始在匀强电场中飞行的时间为
,
而液滴从刚进入电场到出电场的时间
所以液滴从*入开始匀速运动到P点时间为.
【思路点拨】1)电容器与电源相连,故极板间电势差恒定,由E=,可以求出电场强度与电势差的关系,从而根据开始时液滴平衡求解电场力与重力的关系,从而求得下极板上提后电荷所受电场力的大小,根据牛顿第二定律求解加速即可; (2)根据粒子恰好从上极板边缘飞出,根据竖直方向粒子做匀加速运动,由加速度和位移求出粒子做类平抛运动时间,而粒子穿过平行板的总时间等于板长与初速度的比值,从而求得粒子到达P的时间.
本题抓住平行板间电场强度与电势差的关系,知道粒子做类平抛运动求出粒子的运动情况,电容器与电源相连极板电压保持不变.掌握基本规律是解决问题的关键.
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题