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例题:在水平放置的平行板电容器中,有一个带电液滴悬浮在其中。已知液滴带负电,电容器两极板间电压为U,两极板间距离为d。现在接通电源,一段时间后,液滴偏离竖直方向θ角。
题目分析:
1. 电容器是两个互相平行的金属板,中间夹一层绝缘物质。当接通电源后,电荷会在电容器中移动,从而产生电场。
2. 由于液滴带负电,受到电场力的作用而向上运动。根据受力分析,可以求出电场强度的大小和方向。
解题过程:
1. 根据题意,可以画出液滴的受力分析图,其中包含重力和电场力。
2. 根据受力平衡的条件,可以列出方程:
Eqsinθ = mg
Eq = Uq
其中Eq为电场力,mg为重力,U为电容器两极板间的电压,q为液滴所带的电荷量。
3. 将方程带入已知量进行计算,即可求出电场强度的大小和方向。
答案:电场强度的大小为E = U/d,方向竖直向上。
总结:本题主要考察了电容器的原理、受力平衡的条件以及库仑定律的应用。通过这道例题,可以加深对电学知识的理解,提高解题能力。