题目内容

带有等量异种电荷的两个平行金属板AB水平放置,两板间距离为d(d远小于板的长和宽),一个带正电的油滴M悬浮在两板的正中央,处于平衡,油滴的质量为m,电荷量为q;如图所示,在油滴的正上方距Ad处有一个质量也为m的带电油滴N,油滴N由静止释放后,可以穿过A板上的小孔,进入两个金属板间与油滴M相碰,并立即结合成一个大油滴,整个装置处于真空环境中,若不计油滴MN间的库仑力和万有引力以及金属板本身的厚度,要使油滴N能与M相碰,且结合成的大油滴(油滴可视为质点)又不与金属板B相碰,求:

(1)

两个金属板AB间的电压是多少?哪板电势较高?

(2)

油滴N带何种电荷,电荷量可能是多少?

答案:
解析:

(1)

解:对油滴M,其受力如图所示.

qEmg,可得,下板电势高些.

(2)

结合体不至于与B相碰,则结合体一定带正电.

如果油滴N带负电,则结合体的正电一定比M所带正电少.

此时结合体的电场力比2mg小,此结合体在极板间一直加速,一定会与B板相碰,不符合题意.

由此可知,N只能带正电,设为Q

N    ①

MN相碰时,    ②

对结合体,    ③

由①得Q<3q,由①②③得


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