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,滑动变阻器总电阻为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,

◎ 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,滑动变阻器总电阻为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R2的中点位置。

小题1:求此时电容器两极板间的电压;
小题2:确定该油滴的带电电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值;
小题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的时间时,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时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计。则两次电荷量的变化量Q1Q2的比值为多少?

◎ 答案


小题1:
小题2:
小题3:

◎ 解析

(1)电路中的电流I
平行板电容器两端的电压U==
(2)油滴带负电。
对油滴受力分析,得
Fmg=0

mg,所以

(3)设电容器的电容为C,极板原来具有的电荷量为Q,电容器上的电荷量变化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时刻油滴的速度为v1、时间t内的位移为s,则板间的电压为
  U1
根据牛顿第二定律得
F电1mgma1,-mgma1

◎ 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,滑动变阻器总电阻为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  【电容器的概念和原理】  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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