题目内容

如图2所示，平行板电容器两板水平放置，当电容器电荷量为Q时，在两板内A处有一电荷量为q的油滴恰能保持静止状态，现让电容器放出Q/2电荷，油滴便向下做竖直加速运动，经过时间t到达B点，为使油滴从B点开始，经过相同的时间t（假使油滴不会撞在下板上）恰能返回到A处，则当油滴抵达B处时，需再给电容器充电多少.


油滴在A点静止，有   mg=qE=
放电后，油滴合力为   F1=mg-=mg/2
所以  a1=F1/M=1/2g
经时间t到达B点时，速度为vB=a1t=gt/2，位移为
s1=a1t2/2=gt2/4
设再给电容器充电ΔQ，则油滴到达B点后开始做匀减速运动，直到速度为零，再反向加速到A点，加速度为   a2=F2/M=
依题意有 s2=vBt-a2t2/2  s2=-s1
将s1、a2代入s2，可得ΔQ=2Q，即当油滴抵达B点时，再给电容器充电2Q.
【试题分析】
练习册系列答案
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如图1所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离均为L=10cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图2所示．（每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的）求：
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（1）电子在刚进入偏转电场时的速度，（用电子质量m，电量q，电压U0表示）
（2）在t=0.06s时刻，电子打在荧光屏上的何处；
（3）荧光屏上有电子打到的区间有多长？
（1）有同学利用如图1的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：
a改变钩码个数，实验能完成的是
 

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A．钩码的个数N1=N2=2，N3=4
B．钩码的个数N1=N3=3，N2=4
C．钩码的个数N1=N2=N3=4
D．钩码的个数N1=3，N2=4，N3=5
b在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：
 
；
 
；
 

（2）如图2所示装置，在探究影响平行板电容器电容的因素实验中，①充好电的平行板电容器的极板A与一静电计相接，极板B接地．若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化分析平行板电容器电容变小结论的依据是
 

A．两极板间的电压不变，极板上的电量变大
B．两极板间的电压不变，极板上的电量变小
C．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大
D．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小
②如图3所示为电容式传感器构件的示意图，工作时动片（电极板A）沿平行于定片（电极板B）的方向发生一小段位移s，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化情况就可以知道位移s．如果忽略极板的边缘效应，那么在图中，能正确反映电容C和位移s间函数关系的是
 
．（选填选项前面的字母）
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（3）某同学在探究影响单摆振动周期的因素时，针对自己考虑到的几个可能影响周期的物理量设计了实验方案，并认真进行了实验操作，取得了实验数据．他经过分析后，在实验误差范围内，找到了在摆角较小的情况下影响单摆周期的一个物理量，并通过作图象找到了单摆周期与这个物理量的明确的数量关系．该同学的实验数据记录如下：
摆长L/m
周期T/s
最大摆角θ/°
摆球种类及质量m/g 		 0.7000 0.7500 0.8000 0.8500 0.9000
钢球A
8.0		 3.0 1.69 1.73 1.80 1.86 1.89
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
钢球B
16.0		 3.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
9.0 1.69 1.73 1.80 1.85 1.89
铜球
20.0		 3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
铝球
6.0		 3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.69 1.74 1.80 1.86 1.91
①分析上面实验表格中的数据，你认为在摆角较小的情况下影响单摆周期的这个物理量是：
 
．
②利用表中给出的数据，试在图4中坐标纸上画出T2与L的关系图线，该图线斜率k的表达式k=
 
，k的数值为k=
 
．利用图线斜率k表示重力加速度的表达式为g=
 
（用字母表示）．
（1）如图1所示，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地，若减小电容器极板间的距离，则（填“增大”、“减小”、“保持不变”）
电容
 
，静电计指针偏角
 
，电量
 
，场强
 
．
（2）如图2所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板Ⅳ与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器的带电量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是
 

A．仅将M板向下平移
B．仅将M板向左平移
C．仅在M、N之间插入云母板（介电常数大于1）
D．仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触
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（3）如图3所示，真空中有一个电荷量为+Q的点电荷，则距其为r的P点场强为
 
．由此可知场强与产生电场的电荷
 
（填有关无关）与P到+Q的
 
有关，而与检验电荷的电量
 
（填有关无关）．
如图12所示，平行板电容器两极板间有场强为E的匀强电场，且带正电的极板接地.一质量为m、电荷量为+q的带电粒子（不计重力）从x轴上坐标为x0处静止释放.

图12

（1）求该粒子在x0处的电势能.

（2）试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变.
如图12所示，平行板电容器两极板水平放置，当电容器带电荷量为Q时在两板内a处有一带电荷量为q的油滴恰能保持静止状态.现让电容器放出Q／2电荷，油滴将向下竖直加速，经过时间t到达b点.为使油滴从b点开始，经过相同的时间t（假如油滴不会撞在B板上）能返回到a处，则当油滴抵达b处时，需再给电容器充多少电?

图12

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