题目内容
【题目】在真空中水平放置平行板电容器,两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图所示.当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1时,油滴开始向上运动;经时间Δt后,电容器突然放电使其电压减少ΔU2,又经过时间Δt,油滴恰好回到原来位置.假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计.重力加速度为g.求:
(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;
(2))第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比;
(3)ΔU1与ΔU2之比.
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【答案】(1)
(2)1∶3(3)1∶4
【解析】
(1)油滴静止时,根据平衡条件有:
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解得: ![]()
(2)设第一个△t内油滴的位移为x1,加速度为a1,第二个△t内油滴的位移为x2,加速度为a2,则
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根据题意有:
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联立解得:![]()
(3)油滴向上加速运动时,根据牛顿第二定律有:
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即:
①
油滴向上减速运动时,根据牛顿第二定律有:
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即:
②
联立①②则有:
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解得:![]()
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