Question

16．如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，金属板长为L．有一个小液滴紧靠B板下边缘以初速度v₀水平向右射入两板间，已知小液滴的质量为m，带正电，电荷量为q．要使液滴从A板右侧上边缘射出电场，电动势E是多大？（重力加速度用g表示）

Answer 1

分析 由串联电路分压规律求出平行板两端的电压，液滴在平行板中做类平抛运动，由牛顿第二定律和分位移公式列式，由此解得电源电动势．

解答 解：平行金属板间的电压为：U=$\frac{R}{2R}$E=$\frac{E}{2}$
液滴在电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律得：
  q$\frac{U}{d}$+mg=ma
由分运动的规律有：
 d=$\frac{1}{2}$at²
 L=v₀t
联立以上各式，解得电动势为：E=$\frac{4m{d}^{2}{v}_{0}^{2}}{q{L}^{2}}$-$\frac{2mgd}{q}$
答：电动势E为$\frac{4m{d}^{2}{v}_{0}^{2}}{q{L}^{2}}$-$\frac{2mgd}{q}$．

点评 本题是电路与电场两部分知识的综合，关键是确定电容器的电压与电动势的关系，掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律．