题目内容

平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降。若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是:   

A．3 v、向下B．3 v、向上  C．2v、向下   D．2v、向上

 

【答案】

A

【解析】当两极间电压为零时,受力如图甲所示,则mg=kv.当两极间电压为U时,受力如图乙所示,所以q=kv+mg.由以上两式得电场力q=2mg.当两极间电压为-U时,受力如图丙所示,所以kv′=mg+q=3kv.解得v′=3v,方向向下,故选A

 

练习册系列答案
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如图所示，A板和B板为平行板电容器的两极板，其中A板带负电，B板带正电，两极板的中央都有一个小空隙可以允许粒子穿过，两板间的电势差的大小为U=1×105B极板的右上方存在着一个圆心为O1圆柱形匀强磁场区域，磁感应强度B=0.1T，磁场区域半径r=
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m，磁场的方向垂直于纸面向里．今有质量m=3.2×10-26、带电荷量q=-1.6×10-19某种粒子，从A极板小孔处以极小的初速度（其方向由A到B，大小可以视为零）进入两平行金属板之间的区域．图中A、B板上的两个小孔和O1点共线．粒子穿越圆柱形磁场后恰好从磁场区域的最右端C点穿出，立即进入一个竖直方向的有界匀强电场，其左右边界分别为DE和FH，两边界间的距离为8m，上边和下边没有边界．匀强电场的场强大小为E=3.75×104/C，方向在竖直方向上．试求：
（1）该粒子刚刚进入圆柱形匀强磁场区域时的速度大小；
（2）该粒子通过圆形磁场区域所用的时间；
（3）该粒子在有界匀强电场中的位移大小．
（2011?永春县模拟）某同学根据电磁感应现象设计了一种发电装置，如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块相同磁铁的N、S极交错放置组合成一个高h=0.5m、半径r=0.2m的圆柱体，其可绕固定的OO'轴转动．圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B=0.2T，方向都垂直于圆柱表面，相邻两个区域的磁场方向相反．紧靠圆柱体外侧固定-根与其等长、电阻R=0.4Ω的金属杆ab，杆与圆柱平行．从上往下看，圆柱体以ω=100rad/s的角速度顺时针匀速转动，设转到如图所示位置为t=0时刻．取g=10m/s2，π2=10．求：
（1）圆柱体转过周期的时间内，ab杆中产生的感应电动势E的大小；
（2）如图丙所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两极板，极板长L0=0.314m，两板间距d=0.125m．现用两根引线将M、N分别与a、b相连．在t=0时刻，将-个电量q=+1.00×10-6C、质量m=1.60×10-8kg的带电粒子从紧靠M板中心处无初速度地释放，求粒子从M板运动到N板所经历的时间t．不计粒子重力．
（3）t=0时刻，在如图丙所示的两极板间，若上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度υ0水平射入两极板间，而且已知粒子沿水平方向离开电场，求初速度υ0的大小，并在图中画出粒子相应的运动轨迹．不计粒子重力．（※请自行作图！）

某同学根据电磁感应现象设计了一种发电装置，如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块相同磁铁的N、S极交错放置组合成一个高h = 0．5 m、半径r = 0．2 m的圆柱体，其可绕固定的OO' 轴转动．圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B = 0．2T，方向都垂直于圆柱表面，相邻两个区域的磁场方向相反．紧靠圆柱体外侧固定—根与其等长、电阻R = 0．4Ω的金属杆ab，杆与圆柱平行．从上往下看，圆柱体以ω = 100 rad/s的角速度顺时针匀速转动，设转到如图所示位置为t = 0时刻．取g = 10 m/s2，π2 = 10．求：

   （1）圆柱体转过周期的时间内，ab杆中产生的感应电动势E的大小；

   （2）如图丙所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两极板，极板长L0 = 0．314m，两板间距d = 0．125m．现用两根引线将M、N分别与a、b相连．在t = 0时刻，将—个电量q = + 1．00×10 - 6C、质量m = 1．60×10 - 8kg的带电粒子从紧靠M板中心处无初速度地释放，求粒子从M板运动到N板所经历的时间t．不计粒子重力．

   （3）t = 0时刻，在如图丙所示的两极板问，若上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度υ0水平射入两极板间，而且已知粒子沿水平方向离开电场，求初速度υ0的大小，并在图中画出粒子相应的运动轨迹．不计粒子重力．（※请自行作图！）

（11分）某同学根据电磁感应现象设计了一种发电装置，如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块相同磁铁的N、S极交错放置组合成一个高h = 0．5 m、半径r = 0．2 m的圆柱体，其可绕固定的OO' 轴转动．圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B = 0．2T，方向都垂直于圆柱表面，相邻两个区域的磁场方向相反．紧靠圆柱体外侧固定—根与其等长、电阻R = 0．4Ω的金属杆ab，杆与圆柱平行．从上往下看，圆柱体以ω = 100 rad/s的角速度顺时针匀速转动，设转到如图所示位置为t =0时刻．取g = 10 m/s2，π2= 10．求：
（1）圆柱体转过周期的时间内，ab杆中产生的感应电动势E的大小；
（2）如图丙所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两极板，极板长L0 = 0．314m，两板间距d = 0．125m．现用两根引线将M、N分别与a、b相连．在t = 0时刻，将—个电量q = + 1．00×10 - 6C、质量m = 1．60×10 - 8kg的带电粒子从紧靠M板中心处无初速度地释放，求粒子从M板运动到N板所经历的时间t．不计粒子重力．
（3）t = 0时刻，在如图丙所示的两极板问，若上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度υ0水平射入两极板间，而且已知粒子沿水平方向离开电场，求初速度υ0的大小，并在图中画出粒子相应的运动轨迹．不计粒子重力．（※请自行作图！）

如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R，E为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d.在平行板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m，电荷量为q的带电小球.当开关S闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O上.现把开关打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电荷量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电荷量恰好能使它运动到另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷量.

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