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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

数学试题 05-04
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。
 
【答案】(1)2 m/s2,(2)0.3 s。
【解析】
【详解】(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:
qEmg
即:
qUmgd
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:
ag=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=02s
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:
tt2-t1=0.3s。
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