Question

2．美國物理學(xué)家密立根通過研究平行板間懸浮不動的帶電油滴，比較準(zhǔn)確地測定了電子的電荷量．如圖所示，平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶負(fù)電．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，且此時(shí)極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k，已知重力加速度為g，則以下說法正確的是（　　）

• A． 油滴帶負(fù)電
• B． 油滴帶電荷量為$\frac{mgU}43d4tin$
• C． 電容器的電容為$\frac{kmgd}{{U}^{2}}$
• D． 將極板N向上緩慢移動一小段距離，油滴將向上運(yùn)動

Answer 1

分析 帶電荷量為q的微粒靜止不動，所受的電場力與重力平衡，由平衡條件分析微粒的電性．
根據(jù)電場力與重力平衡，結(jié)合E=$\frac{U}9agmec4$，求解液滴的電量，再依據(jù)U=$\frac{Q}{C}$，及Q=kq，即可求解電容；
最后由極板移動，從而確定電場強(qiáng)度的變化，進(jìn)而確定電場力的變化情況，即可得出油滴運(yùn)動方向．

解答 解：A、由題，帶電荷量為q的微粒靜止不動，則微粒受到向上的電場力，平行板電容器板間場強(qiáng)方向豎直向上，則微粒帶正電．故A錯(cuò)誤．
B、由平衡條件得：mg=q$\frac{U}u4g2go2$ 得油滴帶電荷量為：q=$\frac{mgd}{U}$，故B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)U=$\frac{Q}{C}$，結(jié)合mg=qE，且Q=kq，則得電容器的電容為：C=$\frac{kq}{U}$=$\frac{k}{U}•\frac{mgd}{U}$=$\frac{kmgd}{{U}^{2}}$．故C正確．
D、極板N向上緩慢移動一小段距離，電容器兩極板距離d減小，板間場強(qiáng)增大，微粒所受電場力增大，則微粒將向上做加速運(yùn)動．故D正確．
故選：CD．

點(diǎn)評 本題整合了微粒的力平衡、電容器動態(tài)分析，由平衡條件判斷微粒的電性，注意由受力情況來確定運(yùn)動情況，是解題的思路，并掌握Q=CU，及E=$\frac{U}m2chuqc$公式應(yīng)用．