两电极板中有一带电小球,在重力和电场力下静止,如果增大两极板的距离,小球会落下来吗?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/05 17:43:58
两电极板中有一带电小球,在重力和电场力作用下静止,如果增大两极板的距离,小球会落下来吗?为什么?
为什么不能这样看:两电极板之间的E,是由上面的电极板产生出的E,和下面电极板产生的E叠加而成。所以增大距离,他们之间的E会减小。

有两种情况:
1.电极板的电压不变——保持电路接通不断开
带电小球在电场和重力场下静止,所以F(电)=mg
(1)增大板间距d
E=U/d 因为U不变,d增大,E减小
F=Eq(电场力)所以F减小,所以F<mg,小球受向下的力,做加速度向下的匀加速运动,最终落到下极板。
2.电极板的带电量Q不变——充电后,断开电路(此时U为变量)
(1)因为E=U/d U=Q/c(c为电容) 所以E=Q/cd
又因为c=介电常数·s/4kπd 代入得:E=4kπQ/介电常数·s
可以看出,此时E与板间距大小无关,所以F(电)=mg
因此小球不动。

一定要看清楚前提是什么,U不变还是Q不变。
再根据不同情况作答。

首先,上极板发出的电场线直打到下极板,是均匀等间距的,不存在叠加,这个E既是上极板的又是下极板的E。其次,上下拉动极板只是拉长了电场线,并没有改变电场线的疏密,所以E不变。(此结论仅用于Q不变的情况)

电极板的电压不变,而E=U/d, 因此电场场强变小,所以小球会掉下来.

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