Question

如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为d＝8 cm，板长为L＝25 cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v₀＝0.5 m/s的初速度从板间的正中点水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下极板向上提起cm，液滴刚好从金属板末端飞出，g取10 m/s²，求：

(1)下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小；

(2)液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间。

Answer

(1)2 m/s2，(2)0.3 s。

【解析】

(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴做匀速运动，所以有：

qE＝＝mg

即：

qU＝mgd

当下极板上提后，d减小，E增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动，此时液滴所受电场力

F′＝＝

此时加速度：

a＝＝＝g＝2m/s2；

(2)因液滴刚好从金属板末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是，设液滴从P点开始在匀强电场中的飞行时间为t1，则：

＝a

解得：

t1＝＝s＝0.2s

而液滴从刚进入电场到出电场时间：

t2＝＝s＝0.5s

所以液滴从射入开始匀速运动到P点的时间：

t＝t2－t1＝0.3s。