(12分)带有等量异种电荷的两块水平金属板M、N正对放置,相距为d(d远小于两板的长和宽),一个带正电的油滴A恰好能悬浮在两板正中央,如图所示。A的质量为m,所带电荷量为q,在

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)带有等量异种电荷的两块水平金属板M、N正对放置,相距为dd远小于两板的长和宽),一个带正电的油滴A恰好能悬浮在两板正中央,如图所示。A的质量为m,所带电荷量为q,在A正上方距离M板2d处,有另一质量也为m的带电油滴B由静止释放,可穿过M板上的小孔进入两板间,若能与油滴A相碰,会结合成一个油滴,结合后的瞬间该油滴的速度为碰前油滴B速度的一半,方向竖直向下。整个装置放在真空环境中,不计油滴B和A间的库仑力以及金属板的厚度,为使油滴B能与油滴A相碰且结合后不会与金属板N接触,重力加速度取g,求:

(1)金属板M、N间的电压U的大小;
(2)油滴B带何种电荷?请简要说明理由;
(3)油滴B所带电荷量的范围。

◎ 答案

(1);(2)正电荷;(3) 

◎ 解析


试题分析:(1) 根据油滴平衡得到mg=Eq=,      (+2分)
解得:                (+1分)
(2)正电荷, (+1分)。因为油滴B与A结合时重力增大,所以电场力也必须增大才能使新油滴接下来做减速运动,而碰不到金属板N,由此可知:油滴B的电性与A相同,带正电荷。      (+3分)
(3)设油滴B与A相碰前的瞬时速度为v,根据动能定理有:
………………………………………………①
将qU=mgd代入式中可得:
因为v必须大于0,所以Q < 5q。      (+2分)
当油滴B与A结合后,根据动能定理有:
……………………………………②  
由①②解得:     (+2分)
所以:  (+1分)
点评:本题要求学生熟知受力平衡的条件,能够熟练应用动能定理解题。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)带有等量异种电荷的两块水平金属板M、N正对放置,相距为d(d远小于两板的长和宽),一个带正电的油滴A恰好能悬浮在两板正中央,如图所示。A的质量为m,所带电荷量为q,在…”主要考查了你对  【共点力的平衡】  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。

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