题目内容

带有等量异种电荷的两个平行金属板A和B水平放置,相距为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,带电量为q,如图,在油滴的正上方距A板d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,若不计油滴之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,且结合成的大油滴又不至于与金属板B相碰.求

(1)两个金属板A、B间的电压是多少?哪板电势较高?

(2)油滴N带何种电荷,电量可能是多少?

答案:
解析:

答案:(1)电势差U=mgd/q,B板电势较高;(2)3q>Q>5q/3

提示:(1)油滴M带正电,在两金属板之间处于平衡,有mg=qU/d,则B板电势较高,电势差U=mgd/q.

(2)油滴N与M相碰后,要不落到B板上,油滴N带正电.

设油滴N带电量为Q,油滴N与M碰前的速度设为,

有.

油滴N能与M相碰,.

电量Q<3q,油滴M与N相碰后结合成大油滴,速度为v,有

.

此后,大油滴向下运动,不碰到B板,需有

.

代入v和U的值,解得,

油滴N所带电量可能是.


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