Question

11．如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b分別與恒壓電源的兩極相連，帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止，現(xiàn)設(shè)法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O’垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度θ，然后由靜止釋放P，則（　�。�

• A． 金屬板內(nèi)僅電場(chǎng)方向改變，而場(chǎng)強(qiáng)大小不變
• B． P將在電場(chǎng)內(nèi)做水平向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
• C． P可能斜向右下方做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
• D． P在電場(chǎng)里運(yùn)動(dòng)時(shí)，其電勢(shì)能減小而重力勢(shì)能不變

Answer 1

分析 題中帶電液滴P原來(lái)在水平放置的a、b金屬板間的電場(chǎng)內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明處于平衡狀態(tài)，豎直向上的電場(chǎng)力大小等于重力的大小，當(dāng)兩平行金屬板a、b分別以O(shè)、0′中心為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)相同的較小角度θ，然后釋放P，此時(shí)P受到重力、電場(chǎng)力，合力向右，故P向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

解答 解：A、當(dāng)a、b金屬板水平放置時(shí)，帶電液滴P在電場(chǎng)內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明處于平衡狀態(tài)，豎直向上的電場(chǎng)力大小等于重力的大�。�當(dāng)兩平行金屬板a、b分別以O(shè)O′中心為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)相同的較小角度θ，然后釋放P，此時(shí)P受到豎直向下的重力、垂直金屬板的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力方向與豎直方向的夾角為θ，如圖．設(shè)板間距離原來(lái)為d，則由幾何知識(shí)得知：轉(zhuǎn)過(guò)θ角時(shí)，板間距離為dcosθ，板間場(chǎng)強(qiáng)為E′=U$\frac{U}{dcosθ}$，顯然，A錯(cuò)誤；
BC、電場(chǎng)力為F=qE′=q$\frac{U}{dcosθ}$，電場(chǎng)力方向與豎直方向的夾角為θ，豎直方向的分力為Fcosθ=q$\frac{U}4squd0i$．而原來(lái)液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，即有
mg=qE=q$\frac{U}dsg0ed5$，則得此時(shí)液滴豎直方向受力平衡，合力水平向右，故P將水平向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B正確、C錯(cuò)誤；
D、同時(shí)P在水平向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，重力不做功，重力勢(shì)能不變，D正確
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了已知受力求運(yùn)動(dòng)，正確受力分析，根據(jù)牛頓第二定律判斷運(yùn)動(dòng)情況．要注意板間的電壓不變，而板間距離是變化的，場(chǎng)強(qiáng)隨之變化，同時(shí)理解極板轉(zhuǎn)動(dòng)后，電場(chǎng)力的豎直方向的分力等于重力是解題的突破口．