Question

4．如圖所示，一平行板電容器根一電源相接，當(dāng)S閉合時，平行板電容器極板A、B間的一帶電液滴恰好靜止．
（1）若將兩板間距離增大為原來的兩倍，那么液滴的運動狀態(tài)如何變化？
（2）若先將S斷開，再將兩板間距離增大為原來的兩倍，液滴的運動狀態(tài)又將如何變化？

Answer 1

分析 帶電液滴開始恰好靜止，則電場力和重力相等，兩板間的距離增大，電場強(qiáng)度減小，根據(jù)牛頓第二定律求出液滴的加速度．通過電場力做功判斷液滴電勢能的變化，將S斷開，通過電場強(qiáng)度的變化，判斷液滴的加速度變化．

解答 解：（1）液滴開始靜止，有：mg=qE．
若將兩板間距離增大為原來的兩倍，電勢差不變，則電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{2}$，
根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{mg-qE′}{m}$=$\frac{\frac{mg}{2}}{m}$=$\frac{1}{2}$g．
因此液滴向下，以加速度大小$\frac{g}{2}$，方向向下，做勻加速直線運動．
（2）將S斷開，電荷量不變，電場強(qiáng)度E=$\frac{U}gf4oeer$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?s}$，d變化時，電場強(qiáng)度不變，則電場力和重力仍然平衡，加速度為0．
答：（1）若將兩板間距離增大為原來的兩倍，那么液滴向下，以加速度大小$\frac{g}{2}$，方向向下，做勻加速直線運動；
（2）若先將S斷開，再將兩板間距離增大為原來的兩倍，液滴的運動狀態(tài)不變．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道電容器與電源相連，電勢差不變，電容器與電源斷開，電荷量不變，結(jié)合電容的定義式和決定式分析求解．