题目内容
如图所示,水平放置的平行金属板a和b分别与电源的两极相连.a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔,闭合开关S后,带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下,到达b板小孔时的速度为ν1.现保持b板不动,在开关S仍闭合或断开的两种情况下,调节a板向上或向下平移一小段距离后,让相同的液滴仍从P点自由落下,液滴到达b板小孔时的速度为ν2.则下列说法中正确的是( )
分析:带正电的液滴在下落过程中受到竖直向下的重力,竖直向上的电场力作用,重力做正功,电场力做负功;由动能定理判断带电液滴速度大小关系.
解答:解:
A、闭合开关S后,带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下,到达b板小孔时的速度为ν1,根据动能定理,有:
mgH-qU=
m
①
A、若电键K保持闭合,向下移动a板,由动能定理,有:
mgH′-qU′=
m
②
由于H′=H,U′=U,故v2=v1,故A错误;
B、若电键K闭合一段时间后再断开,向下移动a板,电容带电量不变,电场强度E=
=
=
,不变,故电场力不变,故电场力做的负功减小,由动能定理得液滴速度变大,即v2>v1,故B正确;
C、若电键K保持闭合,无论向上或向下移动a板,重力与电场力所做的功不变,由动能定理可知,液滴速度不变,即v2=v1,故C正确;
D、若电键K闭合一段时间后再断开,向上移动a板,重力做功不变,电场力做功增加,由动能定理可知,液滴速度变小,即v2<v1;如果向下移动a板,重力做功不变,电场力做功变小,由动能定理可知,小球速度变大,即v2>v1,故D错误;
故选:BC.
A、闭合开关S后,带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下,到达b板小孔时的速度为ν1,根据动能定理,有:
mgH-qU=
1 |
2 |
v | 2 1 |
A、若电键K保持闭合,向下移动a板,由动能定理,有:
mgH′-qU′=
1 |
2 |
v | 2 2 |
由于H′=H,U′=U,故v2=v1,故A错误;
B、若电键K闭合一段时间后再断开,向下移动a板,电容带电量不变,电场强度E=
U |
d |
| ||
d |
4πkQ |
εS |
C、若电键K保持闭合,无论向上或向下移动a板,重力与电场力所做的功不变,由动能定理可知,液滴速度不变,即v2=v1,故C正确;
D、若电键K闭合一段时间后再断开,向上移动a板,重力做功不变,电场力做功增加,由动能定理可知,液滴速度变小,即v2<v1;如果向下移动a板,重力做功不变,电场力做功变小,由动能定理可知,小球速度变大,即v2>v1,故D错误;
故选:BC.
点评:本题注意若电容器和电源一直相连,两板间的电压不变;若断开,电容器带电量不变,电场强度不变,电场力不变;注意两板移动时,高度差是否发生变化,然后由动能定理分析.
练习册系列答案
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