Question

2．如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連，帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O′處垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)45°，然后釋放P，則P在電場(chǎng)內(nèi)將做（　�。�

• A． 勻速直線運(yùn)動(dòng)
• B． 水平向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
• C． 斜向右下方的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
• D． 曲線運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 開(kāi)始時(shí)刻帶電油滴保持靜止，受重力和電場(chǎng)力而平衡；將兩板繞過(guò)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°時(shí)，電容器的電壓不變，間距變小，電場(chǎng)強(qiáng)度變大，電場(chǎng)力變大，方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，根據(jù)平行四邊形定則求解出合力的方向，確定油滴的運(yùn)動(dòng)情況即可．

解答 解：當(dāng)a、b金屬板水平放置時(shí)，帶電液滴P在電場(chǎng)內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明處于平衡狀態(tài)，豎直向上的電場(chǎng)力大小等于重力的大�。�即有q$\frac{U}mji4axf$=mg
當(dāng)兩平行金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O′處垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)45°時(shí)，然后釋放P，此時(shí)P受到豎直向下的重力、垂直金屬板的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力方向與豎直方向的夾角為45°，如圖．
設(shè)板間距離原來(lái)為d，則由幾何知識(shí)得知：轉(zhuǎn)過(guò)45°角時(shí)，板間距離為dcos45°，板間場(chǎng)強(qiáng)為 E=$\frac{U}{dcos45°}$，電場(chǎng)力為F=qE=$\frac{qU}{dcos45°}$，電場(chǎng)力方向與豎直方向的夾角為45°，豎直方向的分力為Fcos45°=$\frac{qU}4s5otbu$．
聯(lián)立可得Fcos45°=mg，則得此時(shí)液滴豎直方向受力平衡，合力水平向右，故P將水平向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)．故B正確．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 考查了已知受力求運(yùn)動(dòng)，正確受力分析，根據(jù)牛頓第二定律判斷運(yùn)動(dòng)情況．要注意板間的電壓不變，而板間距離是變化的，場(chǎng)強(qiáng)隨之變化．