精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻为R₁，滑动变阻器总值为R₂，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d．处在电容器中的油滴A恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片P位于中点位置．
（1）求此时电容器两极板间的电压；
（2）求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值；
（3）现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量变化了Q₁，油滴运动时间为t，再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又变化了Q₂，当油滴又运动了2t的时间，恰好回到原来的静止位置．设油滴在运动过程中未与极板接触，滑动变阻器滑动所用时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计．求：Q₁与Q₂的比值．

解：（1）电路中的电流I= $\text{[math]}$
平行板电容器两端的电压U= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ．
（2）电容上板速写正电，油滴处于静止状态，电场力向上，则油滴带负电．对油滴受力分析，得F_电-mg=0，即
$\text{[math]}$ =mg，所以 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ．
（3）设电容器的电容为C，极板原来具有的电荷量为Q，电容器上的电量变化Q₁后，油滴在电场中向上做初速度为零的匀加速直线运动，t秒末油滴的速度为v₁、位移为s，板间的电压
U₁= $\text{[math]}$
根据牛顿第二定律得
F_电1-mg=ma₁， $\text{[math]}$
根据运动学公式得s= $\text{[math]}$ a₁t²，v₁=a₁t
电容器上的电量又变化了Q₂后，油滴在电场中向上做匀减速直线运动，2t秒末位移为-s．
极板间的电压为U₂= $\text{[math]}$
根据牛顿第二定律得
mg-F_电2=ma₂，mg- $\text{[math]}$ =ma₂
根据运动学公式得-s=2v₁t- $\text{[math]}$ a₂（2t）²
解得： $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ．
答：（1）此时电容器两极板间的电压为 $\text{[math]}$ ．　
（2）油滴带负电，油滴所带电荷量q与质量m的比值为 $\text{[math]}$ ．
（3）Q₁与Q₂的比值为4：9．
分析：（1）根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流，由欧姆定律求出电容器两极板间的电压；
（2）处在电容器中的油滴A恰好静止不动，受到的重力与电场力平衡．电容器上板带正电，分析油滴的电性．根据平衡条件求出油滴所带电荷量q与质量m的比值．
（3）设电容器原来的电量为Q，将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量增加了Q₁，油滴在电场中向上做初速度为零的匀加速直线运动，求出现在的电量，根据牛顿第二定律求出加速度，由位移公式和速度公式分别求出油滴向上运动的位移和时间．将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又减少了Q₂，再根据牛顿第二定律和运动学公式得出油滴向下运动的位移，联立两个位移关系式求出电量之比．
点评：本题是电容器、电路和电场知识的综合应用．带电粒子在电场中运动时分析受力情况，根据牛顿定律和运动学公式结合处理是基本的方法．

练习册系列答案

68所名校图书小升初高分夺冠真卷系列答案

伴你成长周周练月月测系列答案

小升初金卷导练系列答案

萌齐小升初强化模拟训练系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

在如图所示的装置中，A、B、C、D为四个平行正对的金属板，其中B板和C板上开有小孔，分别与两个电源相连，B和A两板间的电压为U，C和D两板间电压为2U，从靠近A板的F处释放出一个无初速度的电子，电荷量为e．关于电子的运动，下列描述中哪些是正确的（　　）

A．电子到达B板时的动能是eU

B．电子从B板到达C板时动能不变

C．电子到达D板时动能是3eU

D．电子将在A板和D板之间往复运动

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2011?广元模拟）在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻为R₁，滑动变阻器总值为R₂，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d．处在电容器中的油滴A恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片P位于中点位置．
（1）求此时电容器两极板间的电压；
（2）求该油滴的电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值；
（3）现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量变化了Q₁，油滴运动时间为t，再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又变化了Q₂，当油滴又运动了2t的时间，恰好回到原来的静止位置．设油滴在运动过程中未与极板接触，滑动变阻器滑动所用时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计．求：Q₁与Q₂的比值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

在如图所示的装置中，木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内．从子弹射向木块到木块将弹簧压缩到最短的全过程中，下列说法正确
的是（　　）

A．全过程中弹簧、木块和子弹组成的系统动量守恒

B．弹簧、木块和子弹组成的系统机械能守恒

C．在木块压缩弹簧过程中，木块对弹簧的作用力大于弹簧对木块的作用力

D．在弹簧压缩到最短的时刻，木块的速度为零，加速度不为零

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（2007?苏州二模）处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱．氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末-里德伯公式

=R(

)来表示，式中n，k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数，k=1，2，3，…，对于每一个k，有n=k+1，k+2，k+3，…，R称为里德伯常量、是一个已知量．对于k=1的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；k=2的-系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系．
在如图所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，S为由石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上，E为输出电压可调的直流电源，开始时其负极与电极A相连．实验发现，当用某种频率的单色光照射K时，K会发出电子（光电效应），这时，即使A、K之间的电压等于零，回路中也有电流．当A的电势低于K时，而且当A比K的电势低到某一值Uc时，电流消失，U_c称为遏止电压．
用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验时发现：当用赖曼系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U₁，当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U₂，已知电子电荷量的大小为e，真空中的光速为c，普朗克常数为h，试求
（1）赖曼系波长最长的光所对应的光子的能量．
（2）巴耳末系波长最短的光所对应的光子的能量．
（3）该种金属的逸出功W（用电子电荷量e与测量值U₁、U₂表示）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，R₂为定值电阻，滑动变阻器的滑片P位于中点位置时油滴A恰好静止不动，如将滑片P向下滑，油滴将（　　）

A、继续保持静止

B、加速向下运动

C、加速向上运动

D、无法判断

查看答案和解析>>

同步练习册答案

练习册

高中

初中

小学