题目内容
【题目】空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，气体分子可能破碎，出现可以自由移动的电荷而使空气击穿.为研究这一现象，实验小组的同学将一对平行金属板水平固定，它们间的距离调整到2.0 cm后，逐步增大板间的直流电压，当电压升为4.8×104 V时两板间就观察到放电现象，如图所示.然后，他们将板间电压调为20 V继续进行实验.将带电量为-3.2×10-5 C的液滴A由上板附近静止释放，液滴A最终打在下极板上;将另一液滴B滴入板间后，液滴B恰好能悬浮在板间.取重力加速度g=10 m/s2.
（1）这次实验中空气击穿时的电场强度是多大?
（2）电场对液滴A所做的功;
（3）液滴B的比荷为多少?
【答案】（1）2.4×106 V/m. （2）6.4×10-4 J （3）1.0×10-2 C/kg
【解析】
考查匀强电场场强与电压的关系以及电场力做功与电势差的关系。
（1）当电压升为4.8×104 V时，空气被击穿，由：
解得电场强度为2.4×106 V/m
（2）板间电压调为20 V时，由图可知，上极板带负电，下极板带正电，上下极板电势差为U1=-20V，电场对液滴A做功为：
（3）液滴B滴入板间后，恰好能悬浮在板间，则
此时电场强度为：
联立可得：
解得
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