Question

如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板A小平放置，其下方水平放置接地的铜板B．两板间距为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S′＜S．当用弧光灯照射锌板上表面后，A、B间一带电液滴恰好处于静止状态．试分析：
（1）液滴带何种电荷？
（2）用弧光灯再照射A，液滴做何种运动？
（3）若使液滴向下运动，应采取什么措施？

Answer 1

分析：（1）用弧光灯照射锌板上表面，发生光电效应，是上极板带正电，在根据液滴的受力平衡，分析液滴带电的性质；
（2）用弧光灯再照射A，上极板失去的电子更多，电荷量增加，电场增强，在判断液滴的受力情况，根据受力情况分析液滴的运动状态；
（3）两极板组成电容器，根据电容的公式分析电压的变化，当电压减小的时候，液滴会向下运动．

解答：解：（1）用弧光灯照射锌板上表面，发生光电效应，是上极板带正电，所以极板间的电场是向下的，液滴受力平衡，重力向下，所以电场力一定向上，所以液滴带负电．
（2）用弧光灯再照射A，上极板失去的电子更多，电荷量增加，电场增强，液滴受到的向上的电场力变大，合力向上，所以此时的液滴会向上加速运动．
（3）使液滴向下运动，应该减小电场的强度，
由于极板的带电量不变，
根据电容器的公式C=

?s

4πkd

=

Q

U

，
电场强度 E=

U

d

，
当极板的正对面积增大时候，电容增大，两极板之间的电压减小，电场强度减小，
液滴受到的电场力减小，此时液滴将向下运动．
答：（1）液滴带负电；
（2）用弧光灯再照射A，液滴向上加速运动；
（3）使液滴向下运动，可以增加极板的正对面积．

点评：本题把光电效应、电场和电容器结合在一起，考查了电场对电荷的作用同时也考查电容器的分析，能够很好的考查学生的分析能力．