Question

13．如图所示，平行板电容器与电源相连，下极板接地．一带电油滴位于两极板的中心P点且恰好处于静止状态，现将平行板电容器两极板在纸面内绕O′、O迅速顺时针转过45°，则（　　）

• A． P点处的电势降低
• B． 带电油滴仍将保持静止状态
• C． 带电油滴将水平向右做匀加速直线运动
• D． 带电油滴到达极板前具有的电势能不断增加

Answer 1

分析 解决本题的关键是根据图找出旋转前与旋转后两板间距离的关系，然后利用E=$\frac{U}{d}$、φ_p=U_po、U=El、F=qE来讨论．

解答 解：A、因电容器与电源始终相接，故电压不变，
由E=$\frac{U}{d}$知，电容器极板旋转后d′=d．sin45°，所以场强变为：E′=$\frac{U}{d′}$=$\frac{U}{dsin45°}$=$\sqrt{2}$E，
又因电容器下极板接地且油滴在中间，故电势φ_p=U_po=$\frac{1}{2}$U，
φ′=U_po=$\frac{1}{2}$U，故电势不变，故A错误；
B、因极板旋转前油滴静止，应有mg=qE，电场力方向向上，极板旋转后，电场力方向不再向下而是斜向右上方与竖直方向成45°角，油滴不能再保持静止，故B错误；
C、旋转前，qE=mg，旋转后对油滴受力分析并沿水平与竖直方向分解知，
在竖直方向上，F=qE′．cos45°-mg=q•$\sqrt{2}$E•$\frac{\sqrt{2}}{2}$-mg=0，
水平方向F=qE′sin45°=q•$\sqrt{2}$E•$\frac{\sqrt{2}}{2}$=mg，故油滴将向右做加速度为g的匀加速直线运动，故C正确；
D、由图可知油滴向右运动过程中，电场力做正功，油滴电势能应减小，故D错误；
故选：C．

点评 注意E=$\frac{U}{d}$中d的含义是两点间等势面间的距离，再就是正确进行受力分析．