题目内容
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。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241153115721894.gif)
(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:Q1与Q2的比值。
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241153115721894.gif)
(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:Q1与Q2的比值。
(1)ER/(2R1+R2) (2)
(3)![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311603446.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311587716.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311603446.gif)
(1)电路中的电流 ![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311619491.gif)
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![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311650456.gif)
(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![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311759548.gif)
根据牛顿第二定律
根据运动学公式
(4分)
解得:
(2分)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311619491.gif)
平行板两端电压为
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311634754.gif)
(2)油滴带负电 (2分)
对油滴受力分析,得
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311650456.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311665845.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311587716.gif)
(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
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311697410.gif)
根据牛顿第二定律
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311712961.gif)
根据运动学公式
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311728510.gif)
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
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311759548.gif)
根据牛顿第二定律
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311775996.gif)
根据运动学公式
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115312087601.gif)
解得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115312180414.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115311603446.gif)
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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