高中物理电容器

Question

如图：平行板电容器电容为C，带电量为Q，极板长为L，板间距离为d，极板与水平面夹角为α，现有一质量为m的带点液滴沿两极板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达Q点，（忽略边缘效应）。求：
（1）液滴的电荷量（2)液滴到达Q点的速度和所用的时间。

Answer 1

平行板电容器电容为C，带电量为Q，极板长为L，板间距离为d，极板与水平面夹角为α，现有一质量为m的带点液滴沿两极板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达Q点，（忽略边缘效应）。求：
（1）液滴的电荷量（2)液滴到达Q点的速度和所用的时间。
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液滴受两个力：重力和电场力。
电场力与重力的分力（沿垂直极板方向的分力）平衡。
qE=mgcosα
q=mgcosα/E=mgcosα/(U/d)=mgdcosα/U=mgdcosα/(Q/C)=mgdCcosα/Q

沿极板方向加速运动，加速度：a=(mgsinα)/m=gsinα
速度：V=√(2aL)=√(2gsinαL)
时间：t=√(2L/a)=√[(2L)/(gsinα)]

Answer 2

在b板带电后，虽没图，可推想图中没有电源，那么ab就是电量不变了，
a板接地，Q板接地说明a、Q的电势相等，所以ab与PQ的电势差相等，所以这两个电容电压相同，悬线的偏角a变大，根据E=U/d，PQ的间距d不变，所以偏角要变大，就得想办法增大PQ间的电场强度E，要增加E就得增加PQ的U，而PQ的U与ab的U相等，所以只要增加ab的U就行，对ab根据C=Q/U=εS/4kπd可知，
Q不变的情况下，要增大ab的U，
可以减小介质常数ε，C正确；
可以增大板间间距d，B正确；
减小正对面积S，没有选项可选

Answer 3

Fcosa=mg
F=qE
E=U/d
C=Q/U
Fsina=ma
v^2=2aL
v=at
液滴的电荷量q=
液滴到达Q点的速度v=
液滴到达Q点所用的时间t=