Question

1．美國物理學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定電子的電荷量，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，則下列說法正確的是AD．
A．此時極板間的電場強(qiáng)度E=$\frac{U}bxtjj9z$
B．油滴帶電荷量為$\frac{mg}{Ud}$
C．滑動變阻器的觸頭由a向b滑動時，油滴將減速下落
D．將極板N向上移動一小段距離，油滴將向下減速運(yùn)動．
（2）斷開開關(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，此時原來靜止在M，N兩板間某處油滴的電勢能將變�。�（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，根據(jù)公式U=Ed求出兩板之間的電場強(qiáng)度．液滴恰好處于平衡狀態(tài)，電場力與重力平衡，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)的原理分析電勢差是否變化，進(jìn)而電荷電勢能如何變化．

解答 解：（1）A、平行金屬板板間存在勻強(qiáng)電場，根據(jù)電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系得：E=$\frac{U}1httzb9$．故A正確；
B、液滴恰好做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，電場力與重力平衡，則有
   mg=qE=$\frac{qU}zjdhfjb$
所以油滴帶電荷量為q=$\frac{mgd}{U}$．故B錯誤；
C、由圖可知，該電路中沒有電流，極板兩端的電勢差始終等于電源的電動勢，滑動變阻器的觸頭由a向b滑動時，油滴仍然勻速下落．故C錯誤；
D、將極板N向上移動一小段距離，極板之間的距離減小，根據(jù)E=$\frac{U}jj7b9lv$可知極板之間的電場強(qiáng)度增大，油滴受到的電場力增大，電場力打野重力，油滴將向下減速運(yùn)動，故D正確．
故選：AD
（2）斷開開關(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=$\frac{U}nvjznnx$可知極板之間的電場強(qiáng)度增大，油滴與N板之間的電勢差U=qd將增大，可知油滴處的電勢升高；
由圖可知，極板N接電源的負(fù)極，所以N板帶負(fù)電，電場的方向向下，油滴帶負(fù)電，電勢升高，所以油滴的電勢能減小．
故答案為：（1）AD；（2）不變，變小

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