Question

17．如圖所示，不帶電的金屬球A固定在絕緣底座上，它的正上方有B點(diǎn)，該處有帶電液滴不斷地自靜止開始落下，液滴到達(dá)A球后將電荷量全部傳給A球，設(shè)前一液滴到達(dá)A球后，后一液滴才開始下落，不計B點(diǎn)未下落帶電液滴對下落液滴的影響，則下列敘述中正確的是（　�。�

• A． 第一滴液滴做自由落體運(yùn)動，以后液滴做變加速運(yùn)動，都能到達(dá)A球
• B． 當(dāng)液滴下落到重力等于電場力位置后，開始做勻速運(yùn)動
• C． 所有液滴下落過程中電場力做功相等
• D． 能夠下落到A球的所有液滴下落過程所能達(dá)到的最大動能不相等

Answer 1

分析 隨著球A液滴增多，帶電量增大，空間產(chǎn)生的場強(qiáng)增強(qiáng)，除第一滴液滴做自由落體運(yùn)動，以后液滴做變加速運(yùn)動，不一定能到達(dá)A球；通過分析受力情況，判斷液滴的運(yùn)動情況；根據(jù)功的公式W=Fl分析電場力做功關(guān)系；當(dāng)液滴所受的電場力與重力相等時動能最大，但各個液滴動能最大的位置不同，最大動能不等．

解答 解：A、第一滴液滴只受重力做自由落體運(yùn)動，以后液滴將受力向上的電場力作用而做變加速運(yùn)動，隨著球A液滴增多，帶電量增大，空間產(chǎn)生的場強(qiáng)增強(qiáng)，以后液滴所受的電場力增大，這些液滴可能先加速后減速，且不一定能到達(dá)A球，故A錯誤．
B、當(dāng)液滴下落到重力等于電場力位置時，繼續(xù)向下運(yùn)動時電場力增大，電場力將大于重力，開始做減速運(yùn)動，故B錯誤．
C、由于所有液滴下落過程中所受的電場力不等，若能到達(dá)A球，根據(jù)功的公式W=Fl可知，通過的位移相等，電場力做功不相等；故C錯誤；
D、當(dāng)液滴所受的電場力與重力相等時動能最大，則有：mg=k$\frac{{q}_{A}q}{{x}^{2}}$，x是動能最大的位置到A距離，由于A球的電荷量q_A在不斷增大，x增大，所以第一滴液滴以后的液滴動能最大的位置將不斷上移，合外力做功不等，則最大動能不等，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵要正確分析液滴的受力情況，從而判斷其運(yùn)動情況，知道液滴所受的電場力與重力平衡時動能最大，類似于小球掉在彈簧上的問題，要能進(jìn)行動態(tài)分析．