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(duì)面積為S′，且S′＜S．當(dāng)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?fàn)顟B(tài)．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(yùn)動(dòng)？
（3）若使液滴向下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采取什么措施？

Answer 1

分析：（1）用弧光燈照射鋅板上表面，發(fā)生光電效應(yīng)，是上極板帶正電，在根據(jù)液滴的受力平衡，分析液滴帶電的性質(zhì)；
（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(chǎng)增強(qiáng)，在判斷液滴的受力情況，根據(jù)受力情況分析液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（3）兩極板組成電容器，根據(jù)電容的公式分析電壓的變化，當(dāng)電壓減小的時(shí)候，液滴會(huì)向下運(yùn)動(dòng)．

解答：解：（1）用弧光燈照射鋅板上表面，發(fā)生光電效應(yīng)，是上極板帶正電，所以極板間的電場(chǎng)是向下的，液滴受力平衡，重力向下，所以電場(chǎng)力一定向上，所以液滴帶負(fù)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(chǎng)增強(qiáng)，液滴受到的向上的電場(chǎng)力變大，合力向上，所以此時(shí)的液滴會(huì)向上加速運(yùn)動(dòng)．
（3）使液滴向下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該減小電場(chǎng)的強(qiáng)度，
由于極板的帶電量不變，
根據(jù)電容器的公式C=

?s

4πkd

=

Q

U

，
電場(chǎng)強(qiáng)度 E=

U

d

，
當(dāng)極板的正對(duì)面積增大時(shí)候，電容增大，兩極板之間的電壓減小，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，
液滴受到的電場(chǎng)力減小，此時(shí)液滴將向下運(yùn)動(dòng)．
答：（1）液滴帶負(fù)電；
（2）用弧光燈再照射A，液滴向上加速運(yùn)動(dòng)；
（3）使液滴向下運(yùn)動(dòng)，可以增加極板的正對(duì)面積．

點(diǎn)評(píng)：本題把光電效應(yīng)、電場(chǎng)和電容器結(jié)合在一起，考查了電場(chǎng)對(duì)電荷的作用同時(shí)也考查電容器的分析，能夠很好的考查學(xué)生的分析能力．