如圖所示,A、B是兩塊相同的水平平行金屬板,相距為d,構(gòu)成電容為C的平行板電容器,B板接地,B板中有一個(gè)小孔,開(kāi)始時(shí)A、B均不帶電,在B板小孔上方h處,不斷有小液珠從靜止開(kāi)始自由下落(不計(jì)空氣阻力),每個(gè)液珠的電量為q、質(zhì)量為m,液珠經(jīng)小孔到達(dá)A板后被吸收,液珠的下落保持一定的間隙,即在前一液珠被A板吸收并達(dá)到靜電平衡后,后一液珠才繼續(xù)下落,試問(wèn)有多少個(gè)液珠能落到A板上?
分析:設(shè)最終有n個(gè)液珠可以打到下板上,即第n個(gè)液珠到達(dá)下極板時(shí)速度正好等于0,以后的液珠就不會(huì)打到A板上了,根據(jù)動(dòng)能定理即可求解
解答:當(dāng)油滴滴到下極板時(shí)速度剛好為零,下面的油滴就不能滴到下極板上,設(shè)最終有n個(gè)油滴可以打到下板上,此時(shí)下極板帶電荷量
Q=(n-1)q
電容器兩極板間電壓U=
Q
C
,極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E=
Q
Cd

第n個(gè)液珠下落過(guò)程中由動(dòng)能定理有:
mg(h+d)-qEd=0
代入得:mg(h+d)-q
Q
Cd
d=0

即Q=
mg(h+d)C
q

(n-1)q=
mg(h+d)C
q

可得n=
mg(h+d)C
q2
+1

答:有n=
mg(h+d)C
q2
+1
個(gè)液珠能落到A板上.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了動(dòng)能定理在電場(chǎng)中的應(yīng)用,要知道當(dāng)油滴滴到下極板時(shí)速度剛好為零,下面的油滴就不能滴到下極板上,難度適中.
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14
L
;B磚放在水平桌面上,磚的端面與桌邊平行.求:
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