Question

2．如圖所示，平行板電容器與一直流電源相連，兩極板水平放置，電容為C，開始開關(guān)閉合，電容器極板間電壓為U，兩極板間距為d，一電荷量大小為q的帶電油滴以初動(dòng)能E_k從一平行板電容器的兩個(gè)極板中央水平射入（極板足夠長），帶電油滴恰能沿圖中所示水平虛線勻速通過電容器，則（　�。�

• A． 斷開開關(guān)，將上極板上移$\fracalmndrh{3}$，帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時(shí)的動(dòng)能為E_k+$\frac{qU}{4}$
• B． 斷開開關(guān)，將上極板上移$\fracqw1bnnt{3}$，帶電油滴將撞擊上極板，撞擊下極板時(shí)的動(dòng)能為E_k+$\frac{qU}{4}$
• C． 閉合開關(guān)，將上極板下移$\fraciz2v6pk{3}$，帶電油滴將撞擊下極板，撞擊下極板時(shí)的動(dòng)能為E_k+$\frac{qU}{8}$
• D． 閉合開關(guān)，將上極板下移$\fracmbrbr2i{3}$，帶電油滴將撞擊上極板，撞擊上極板時(shí)的動(dòng)能為E_k+$\frac{qU}{12}$

Answer 1

分析 帶電油滴受到重力和電場力處于平衡，當(dāng)電場強(qiáng)度增大時(shí)，液滴將會(huì)向上運(yùn)動(dòng)．電容器始終與電源相連，兩端的電壓不變，電容器與電源斷開，所帶的電量不變，根據(jù)動(dòng)態(tài)分析判斷電場強(qiáng)度的變化．

解答 解：AB、斷開開關(guān)，電容器所帶的電荷量不變，根據(jù)E=$\frac{U}uulmgky$=$\frac{\frac{Q}{C}}dkfaf6j$=$\frac{4πkQ}{?s}$，可知場強(qiáng)不變，油滴所受的電場力不變，帶電油滴仍然沿水平虛線勻速通過電容器，不會(huì)撞擊下極板，因此與移動(dòng)極板無關(guān)，故AB錯(cuò)誤；
CD、保持開關(guān)閉合，電壓不變，僅將上極板下移$\frac7g2hcwt{3}$的過程中，極板距離減小，根據(jù)E=$\frac{U}kopli6y$ 知電場強(qiáng)度增大，電場力增大，帶電油滴向上做加速運(yùn)動(dòng)，從而撞擊上極板，
根據(jù)動(dòng)能定理可得qE′$\fracsfpso6d{6}$-mg $\fraciqlve2y{6}$=${E}_{k}^{′}$-${E}_{k}^{\;}$，E′=$\frac{U}{\frac{2d}{3}}$=$\frac{3U}{2d}$，結(jié)合$\frac{U}nfa6ciw$q=mg，解得${E}_{k}^{′}$=E_k+$\frac{qU}{12}$，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握電容器始終與電源相連，兩端的電壓不變，電容器與電源斷開，所帶的電量不變．