Question

平行带电金属板A、B间是匀强电场，如图所示，两板间距离是5cm，两板间的电压是60V．求：
（1）两板间的场强多大？
（2）若有一带负电的油滴刚好静止在两板的中间P点，油滴质量为m=2.4×10^-3kg，则此油滴带电量是多少？（g取10m/s²）
（3）若两极板间电压突然变为30V，求油滴运动到B极板的时间．

Answer 1

分析：（1）板间场强由公式E=

U

d

求解；
（2）带负电的油滴刚好静止在两板的中间P点时，受力平衡，由平衡条件和电场力公式F=qE结合求解此油滴带电量．
（3）根据牛顿第二定律求出加速度，再由运动学公式求解时间．

解答：解：（1）板间场强为 E=

U

d

=

60

0.05

V/m=1200V/m；①
（2）根据平衡条件得：qE=mg ②
得：q=

mg

E

=

2.4×10-3×10

1200

C=2×10^-4C ③
（3）若两极板间电压突然变为30V，板间场强为 E′=0.5E=600V/m，④
油滴所受的电场力为 F=qE′⑤
由上可知：F=0.5mg
所以油滴将向下做匀加速运动，加速度为：a=

mg-F

m

=0.5g=5m/s²．
由

d

2

=

1

2

at2得，t=

d a

=

0.05 5

s=1s
答：
（1）两板间的场强是1200V/m．
（2）此油滴带电量是2×10^-4C．
（3）若两极板间电压突然变为30V，油滴运动到B极板的时间是1s．

点评：本题是力电综合题，关键要掌握电场的基本知识和力学的基本规律，运用平衡条件和动力学方法求解即可．