在如图所示的装置中,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻为R1,滑动变阻器总阻值为R2,置于真空中的平行板电容器水平放置,极板间距为d。处在电容器中的油滴A恰好静止不动,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电场、电场力/2022-11-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

在如图所示的装置中,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻为R1,滑动变阻器总阻值为R2,置于真空中的平行板电容器水平放置,极板间距为d。处在电容器中的油滴A恰好静止不动,此时滑动变阻器的滑片P位于中点位置。

(1)求此时电容器两极板间的电压;
(2)求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值;
(3)现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置,使电容器上的电荷量变化了Q1,油滴运动时间为t;再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置,使电容器上的电荷量又变化了Q2,当油滴又运动了2t的时间,恰好回到原来的静止位置。设油滴在运动过程中未与极板接触,滑动变阻器滑动所用的时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计。求:Q1Q2的比值。
 

◎ 答案

(1)ER/(2R1+R2)        (2)                    (3)

◎ 解析

(1)电路中的电流    
平行板两端电压为     (4分)
(2)油滴带负电     (2分)
对油滴受力分析,得   
              (4分)
(3)设电容器的电容为C,极板原来具有的电荷量为Q,电容器上的电量变化Q1后,油滴在电场中向上做初速度为零的匀加速直线运动,t秒末油滴的速度为v1、位移为s
板间的电压                                       
根据牛顿第二定律
       
根据运动学公式                            (4分)
电容器上的电量又变化了Q2后,油滴在电场中向上做匀减速直线运动,2t秒末位移为-s
极板间的电压为
根据牛顿第二定律
         
根据运动学公式                            (4分)
解得:              (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“在如图所示的装置中,电源电动势为E,内阻不计,定值电阻为R1,滑动变阻器总阻值为R2,置于真空中的平行板电容器水平放置,极板间距为d。处在电容器中的油滴A恰好静止不动,…”主要考查了你对  【电场、电场力】  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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