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匀变速直线运动的位移与时间的关系
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在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图所示．当给电容器突然充电使其电压增加△U1
网友投稿 2022-08-02 00:00:00 互联网
◎ 题目
在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U
0
时，油滴保持静止状态，如图所示．当给电容器突然充电使其电压增加△U
1
，油滴开始向上运动；经时间△t后，电容器突然放电使其电压减少△U
2
，又经过时间△t，油滴恰好回到原来位置．假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计．重力加速度为g．试求：
（1）带电油滴所带电荷量与质量之比；
（2）第一个△t与第二个△t时间内油滴运动的加速度大小之比；
（3）△U
1
与△U
2
之比．
◎ 答案
（1）油滴静止时
mg=q
U
0
d
则
q
m
=
dg
U
0
（2）设第一个△t内油滴的位移为x
1
，加速度为a
1
，第二个△t内油滴的位移为x
2
，加速度为a
2
，则
x
1
=
1
2
a
1
△
t
2
，
x
2
=
v
1
△t-
1
2
a
2
△
t
2
，
且 v
1
=a
1
△t，x
2
=-x
1
解得 a
1
：a
2
=1：3
（3）油滴向上加速运动时：
q
U
0
+△
U
1
d
-mg=m
a
1
，即
q
△
U
1
d
=m
a
1
油滴向上减速运动时
mg-q
U
0
+△
U
1
-△
U
2
d
=m
a
2
，即
q
△
U
2
-△
U
1
d
=m
a
2
则
△
U
1
△
U
2
-△
U
1
=
1
3
解得
△
U
1
△
U
2
=
1
4
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图所示．当给电容器突然充电使其电压增加△U1…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与时间的关系】，【共点力的平衡】，【牛顿第二定律】，【电容的定义式】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202208/231455.html
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