分析 (1)液滴从P处到达C板的过程中机械能减小,根据能量守恒定律判断电势能的变化情况;
(2)(3)先分析AB、BC极板间的电压,电容器与用电器并联时,其极板的电压等于并联电路的电压;以P点到C极板和P点到B极板为研究过程,两次利用动能定理,分别求解电源电动势E的大小和液滴通过B板中央小孔时的速度.
解答 解:(1)根据能的转化和守恒定律(或动能定理)可知,液滴从P处到达C板的过程中其电势能增加,增加的电势能为△E=3mgd;
(2)根据闭合电路的欧姆定律,电路中的电流大小为$I=\frac{E}{4R}$,
AB间的电势差为${U_{AB}}=I•R=\frac{E}{4}$,
CB间的电势差为${U_{CB}}=E-IR=\frac{3E}{4}$,
根据动能定理,带电液滴从开始下落到C板的过程中,有:mg•3d+qUAB-qUCB=0,
解得:$E=\frac{6mgd}{q}$;
(3)带电液滴从开始下落到B板的过程中,根据动能定理,有$mg2d+q{U_{AB}}=\frac{1}{2}m{v^2}-0$,
联立解得:$v=\sqrt{7gd}$;
答:(1)液滴从P处到达C板的过程中其电势能增加了3mgd;
(2)电源电动势的大小E为$\frac{6mgd}{q}$;
(3)液滴通过B板中央小孔时的速度大小为$\sqrt{7gd}$.
点评 本题以电容器与电路为背景,分析带电液滴的受力和运动情况;需明确电容器与用电器并联时,其极板的电压等于并联电路的电压;明确电场力做正功还是负功,两次利用动能定理求解,并体会动能定理求解的优点.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | +25J | B. | -25J | C. | +30J | D. | -30J |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 三个等势面的电势关系是ϕa>ϕb>ϕc | |
B. | 三个等势面的电势关系是ϕa<ϕb<ϕc | |
C. | 带电粒子在N点的动能较小,电势能较大 | |
D. | 带电粒子在N点的动能较大,电势能较小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在x=0.4m处的电势能最大 | B. | 在x=0.4m处的加速度最大 | ||
C. | 释放后将一直沿x轴正方向运动 | D. | 释放后将一直沿x轴负方向运动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | N点的电场强度大小为零 | |
B. | q1<q2 | |
C. | NC间场强方向向x轴正方向 | |
D. | 将一负点电荷从N点移到D点,电势能先做减少后做增加 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 23N | B. | 29N | C. | 32N | D. | 36N |
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