如图所示,水平放置的两平行金属板A、B相距为d,电容为C,开始时两极板均不带电,A板接地且中央有一小孔

2024-11-15 15:38:35
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回答(1):

(1)设第n滴恰在A、B间做匀速直线运动,则这时电容器的带电量为(n-1)q,对第n滴液滴,根据它的受力平衡得:
qE=mg,
而:E=

U
d
Q
Cd
(n?1)q
Cd

解得:n=
mgCd
q2
+1

(2)设第n′滴恰能到达下板,则对第n′滴,考虑它从开始自由下落至恰到达B板的过程,利用动能定理得:
mg(h+d)?q?
(n′?1)q
C
=0?0

解得:n′=
mgC(h+d)
q2
+1

若以具体数据代入计算时n′不是整数,则n′应取整丢零.
答:(l)第
mgCd
q2
+1
滴液滴将在A、B间做匀速直线运动;
(2)能够到达B板的液滴不会超过n′=
mgC(h+d)
q2
+1
滴.

回答(2):

(1)
第一滴液滴做自由落体,由自由落体运动规律得到
h+d=1/2gto²
解得:to=根号下2(h+d)/g
(2)
夜滴落到B板后电荷全部传给B板,
随着壁板电荷量的增加量,
两板间的电场强度也增加,且电场力对液滴做负功,
设第n滴液滴落到B板后,B板的电荷量为Q,板间电压为U则有 :
Q=nq
且Q=CU
第n+1第一页滴由静止开始运动恰好不能运动到B板上
由动能定理得到
mg(h+d)-qu=0
解得n=mg(h+d)C/q²
射液滴由静止开始运动到小孔的时间为t1,由自由落体运动的规律只会得到
h=1/2gt²
解得:t1=根号下2h/g
设第n+1滴液滴进入极板间的加速度为a, 运动时间为t2,
则由牛顿定律可知 :
qE-mg=ma
d=1/2at²
又因为U=Ed
解得t2=d根号下2/gh
所以运动的总时间为
t=根号下2h/g+d乘以根号下2/gh