Question

11．如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b分別與恒壓電源的兩極相連，帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止，現設法使P固定，再使兩金屬板a、b分別繞中心點O、O’垂直于紙面的軸順時針轉相同的小角度θ，然后由靜止釋放P，則（　　）

• A． 金屬板內僅電場方向改變，而場強大小不變
• B． P將在電場內做水平向右的勻加速直線運動
• C． P可能斜向右下方做勻加速直線運動
• D． P在電場里運動時，其電勢能減小而重力勢能不變

Answer 1

分析 題中帶電液滴P原來在水平放置的a、b金屬板間的電場內處于靜止狀態，說明處于平衡狀態，豎直向上的電場力大小等于重力的大小，當兩平行金屬板a、b分別以O、0′中心為軸在豎直平面內轉過相同的較小角度θ，然后釋放P，此時P受到重力、電場力，合力向右，故P向右的勻加速直線運動

解答 解：A、當a、b金屬板水平放置時，帶電液滴P在電場內處于靜止狀態，說明處于平衡狀態，豎直向上的電場力大小等于重力的大小．當兩平行金屬板a、b分別以OO′中心為軸在豎直平面內轉過相同的較小角度θ，然后釋放P，此時P受到豎直向下的重力、垂直金屬板的電場力，電場力方向與豎直方向的夾角為θ，如圖．設板間距離原來為d，則由幾何知識得知：轉過θ角時，板間距離為dcosθ，板間場強為E′=U$\frac{U}{dcosθ}$，顯然，A錯誤；
BC、電場力為F=qE′=q$\frac{U}{dcosθ}$，電場力方向與豎直方向的夾角為θ，豎直方向的分力為Fcosθ=q$\frac{U}p9vv5xb5$．而原來液滴處于靜止狀態，即有
mg=qE=q$\frac{U}p9vv5xb5$，則得此時液滴豎直方向受力平衡，合力水平向右，故P將水平向右作勻加速直線運動，B正確、C錯誤；
D、同時P在水平向右作勻加速直線運動過程中，電場力做正功，電勢能減少，重力不做功，重力勢能不變，D正確
故選：BD．

點評 此題考查了已知受力求運動，正確受力分析，根據牛頓第二定律判斷運動情況．要注意板間的電壓不變，而板間距離是變化的，場強隨之變化，同時理解極板轉動后，電場力的豎直方向的分力等于重力是解題的突破口．