1.如圖所示,水平放置的平行板電容器,兩板間距為d=8cm,板長為L=20cm,接在直流電源上,有一帶電液滴以υ0=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$\frac{4}{3}$cm,液滴剛好從金屬板末端飛出,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?(g取10m/s2

分析 (1)液滴先做勻速運動,受到的重力和電場力平衡,當液滴運動到P處時迅速將下板向上提起時,板間場強增大,液滴向上偏轉(zhuǎn)做類平拋運動,根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律可求出加速度大。
(2)液滴向上偏轉(zhuǎn)過程中,豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動,水平方向做勻速直線運動,由運動學公式可求得液滴從射入開始勻速運動到P點所用時間.

解答 解:(1)帶電液滴在板間受重力和豎直向上的電場力,
液滴做勻速直線運動,重力與電場力是一對平衡力,
由平衡條件得:q$\frac{U}drajdlq$=mg,
當下極板上提后,d減小,電場強度E增大,電場力增大,合力向上.
設(shè)提起后極板距離為d′,由牛頓第二定律得:q$\frac{U}{d′}$-mg=ma,
代入數(shù)據(jù)解得:a=2m/s2,方向豎直向上;
(2)帶電粒子先勻速直線運動,后做類平拋運動,
類平拋的側(cè)移量為:$\frac{1}{2}$d=$\frac{1}{2}$at22,代入數(shù)據(jù)解得:t2=0.2s,
帶電粒子從進入電場到離開電場總時間:t=$\frac{L}{{v}_{0}}$=0.4s,
粒子勻速運動的時間:t1=t-t2=0.2s;
答:(1)將下板向上提起后,液滴的加速度大小為2m/s2;
(2)液滴從射入電場開始計時,勻速運動到P點所用時間為0.2s.

點評 本題中液滴先做勻速運動后做類平拋運動,對其運動情況的分析是解答的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,再選擇物理規(guī)律解決問題.

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(1)滑塊沖上斜面過程中的加速度大小;
(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù).

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B.a點的場強大于b點的場強
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A.B.C.D.

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