Question

3．如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b，分別與電源的正、負(fù)極相連，兩板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔，一帶正電的液滴，自小孔的正上方的P點(diǎn)由靜止自由落下，開關(guān)S閉合時(shí)，穿過a板的小孔后的速度為v₁．若使b板不動(dòng)，保持開關(guān)S閉合或斷開，a板向下平移一小段距離，相同的液滴仍然從P點(diǎn)由靜止自由落下，穿過a板的小孔后的速度為v₂，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（　�。�

• A． 若開關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)a板，則v₂＞v₁
• B． 若開關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)a板，則金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大
• C． 若開關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開，向下移動(dòng)a板，則v₂一定等于v₁
• D． 若開關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開，向下移動(dòng)a板，則金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變

Answer 1

分析 帶正電的液滴在下落過程中受到豎直向下的重力、豎直向上的電場(chǎng)力作用，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，可以由動(dòng)能定理判斷帶電液滴速度大小關(guān)系，也可以根據(jù)牛頓第二定律列式分析

解答 解：AB、若開關(guān)S保持閉合，向下移動(dòng)a板，ab間的電勢(shì)差不變，根據(jù)E=$\frac{U}77ago2k$，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，故電場(chǎng)力減��；
沒有移動(dòng)a板時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理，有：mgh-qU=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$，
向下移動(dòng)a板時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理，有：mg（h+△h）-qU=$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$，
聯(lián)立得到：v₂＞v₁，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD、若開關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開，電容器的帶電量不變，間距增加，根據(jù)C=$\frac{Q}{U}$，U=Ed，C=$\frac{S}{4πkd}$，得到：E=$\frac{Q}{4πkS}$，故電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，電場(chǎng)力大小也不變，故液滴進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)后加速度保持不變，可以在加速，也可能在減速，也可能勻速，故無法比較v₂與v₁的大小關(guān)系；故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD

點(diǎn)評(píng) 重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，應(yīng)用動(dòng)能定理分析開關(guān)S保持閉合的情況，開關(guān)斷開后，電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度情況，得到速度變化情況．