Question

2．如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連，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O、O′處垂直于紙面的軸順時針轉(zhuǎn)過45°，然后釋放P，則P在電場內(nèi)將做（　�。�

• A． 勻速直線運動
• B． 水平向右的勻加速直線運動
• C． 斜向右下方的勻加速直線運動
• D． 曲線運動

Answer 1

分析 開始時刻帶電油滴保持靜止，受重力和電場力而平衡；將兩板繞過軸順時針旋轉(zhuǎn)45°時，電容器的電壓不變，間距變小，電場強度變大，電場力變大，方向順時針旋轉(zhuǎn)45°，根據(jù)平行四邊形定則求解出合力的方向，確定油滴的運動情況即可．

解答 解：當a、b金屬板水平放置時，帶電液滴P在電場內(nèi)處于靜止狀態(tài)，說明處于平衡狀態(tài)，豎直向上的電場力大小等于重力的大小．即有q$\frac{U}mhahfni$=mg
當兩平行金屬板a、b分別繞中心點O、O′處垂直于紙面的軸順時針轉(zhuǎn)過45°時，然后釋放P，此時P受到豎直向下的重力、垂直金屬板的電場力，電場力方向與豎直方向的夾角為45°，如圖．
設(shè)板間距離原來為d，則由幾何知識得知：轉(zhuǎn)過45°角時，板間距離為dcos45°，板間場強為 E=$\frac{U}{dcos45°}$，電場力為F=qE=$\frac{qU}{dcos45°}$，電場力方向與豎直方向的夾角為45°，豎直方向的分力為Fcos45°=$\frac{qU}ql9drxg$．
聯(lián)立可得Fcos45°=mg，則得此時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動．故B正確．
故選：B

點評 考查了已知受力求運動，正確受力分析，根據(jù)牛頓第二定律判斷運動情況．要注意板間的電壓不變，而板間距離是變化的，場強隨之變化．