Question

1．美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定電子的電荷量，裝置如圖所示，平行板電容器的兩板M，N與電壓為U的恒定電源兩極相連，兩板的間距為d．

（1）閉合開(kāi)關(guān)S，有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板間勻速下落，則下列說(shuō)法正確的是AD．
A．此時(shí)極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=$\frac{U}apdkxvb$
B．油滴帶電荷量為$\frac{mg}{Ud}$
C．滑動(dòng)變阻器的觸頭由a向b滑動(dòng)時(shí)，油滴將減速下落
D．將極板N向上移動(dòng)一小段距離，油滴將向下減速運(yùn)動(dòng)．
（2）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，將M板突然向下平移一段距離，靜電計(jì)的指針偏角將不變，此時(shí)原來(lái)靜止在M，N兩板間某處油滴的電勢(shì)能將變小．（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）平行金屬板板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)公式U=Ed求出兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度．液滴恰好處于平衡狀態(tài)，電場(chǎng)力與重力平衡，由平衡條件求解．
（2）將M板突然向下平移一段距離，根據(jù)靜電計(jì)的原理分析電勢(shì)差是否變化，進(jìn)而電荷電勢(shì)能如何變化．

解答 解：（1）A、平行金屬板板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系得：E=$\frac{U}lniuce7$．故A正確；
B、液滴恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，電場(chǎng)力與重力平衡，則有
   mg=qE=$\frac{qU}xvcugns$
所以油滴帶電荷量為q=$\frac{mgd}{U}$．故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，該電路中沒(méi)有電流，極板兩端的電勢(shì)差始終等于電源的電動(dòng)勢(shì)，滑動(dòng)變阻器的觸頭由a向b滑動(dòng)時(shí)，油滴仍然勻速下落．故C錯(cuò)誤；
D、將極板N向上移動(dòng)一小段距離，極板之間的距離減小，根據(jù)E=$\frac{U}4da7iuo$可知極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，油滴受到的電場(chǎng)力增大，電場(chǎng)力打野重力，油滴將向下減速運(yùn)動(dòng)，故D正確．
故選：AD
（2）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，將M板突然向下平移一段距離，根據(jù)靜電計(jì)的原理可知，靜電計(jì)的示數(shù)等于電源的電勢(shì)差，所以靜電計(jì)的指針偏角將 不變；
將M板突然向下平移一段距離，根據(jù)E=$\frac{U}anjewm6$可知極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，油滴與N板之間的電勢(shì)差U=qd將增大，可知油滴處的電勢(shì)升高；
由圖可知，極板N接電源的負(fù)極，所以N板帶負(fù)電，電場(chǎng)的方向向下，油滴帶負(fù)電，電勢(shì)升高，所以油滴的電勢(shì)能減�。�
故答案為：（1）AD；（2）不變，變小

點(diǎn)評(píng) 本題是帶電體在電場(chǎng)中平衡問(wèn)題，掌握電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系公式U=Ed以及共點(diǎn)力平衡的條件，即可正確求解．