Question

如圖所示，絕緣固定擦得很亮的鋅板A小平放置，其下方水平放置接地的銅板B．兩板間距為d，兩板面積均為S，正對面積為S′，且S′＜S．當用弧光燈照射鋅板上表面后，A、B間一帶電液滴恰好處于靜止狀態．試分析：
（1）液滴帶何種電荷？
（2）用弧光燈再照射A，液滴做何種運動？
（3）若使液滴向下運動，應采取什么措施？

Answer 1

分析：（1）用弧光燈照射鋅板上表面，發生光電效應，是上極板帶正電，在根據液滴的受力平衡，分析液滴帶電的性質；
（2）用弧光燈再照射A，上極板失去的電子更多，電荷量增加，電場增強，在判斷液滴的受力情況，根據受力情況分析液滴的運動狀態；
（3）兩極板組成電容器，根據電容的公式分析電壓的變化，當電壓減小的時候，液滴會向下運動．

解答：解：（1）用弧光燈照射鋅板上表面，發生光電效應，是上極板帶正電，所以極板間的電場是向下的，液滴受力平衡，重力向下，所以電場力一定向上，所以液滴帶負電．
（2）用弧光燈再照射A，上極板失去的電子更多，電荷量增加，電場增強，液滴受到的向上的電場力變大，合力向上，所以此時的液滴會向上加速運動．
（3）使液滴向下運動，應該減小電場的強度，
由于極板的帶電量不變，
根據電容器的公式C=

?s

4πkd

=

Q

U

，
電場強度 E=

U

d

，
當極板的正對面積增大時候，電容增大，兩極板之間的電壓減小，電場強度減小，
液滴受到的電場力減小，此時液滴將向下運動．
答：（1）液滴帶負電；
（2）用弧光燈再照射A，液滴向上加速運動；
（3）使液滴向下運動，可以增加極板的正對面積．

點評：本題把光電效應、電場和電容器結合在一起，考查了電場對電荷的作用同時也考查電容器的分析，能夠很好的考查學生的分析能力．