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如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0...

如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两极板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下极板上,微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为m=2×106kg、电荷量q=1×108C,电容器电容为C=1μF,取g=10m/s2

1为使第一个微粒恰能落在下极板的中点到紧靠边缘的B点之内,求微粒入射初速度v0的取值范围;

2若带电微粒以第1问中初速度v0最小值入射,则最多能有多少个带电微粒落到下极板上?

 

(1)2.5m/s≤v0≤5m/s(2)600个 【解析】试题分析:(1)第一个微粒做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,根据高度和水平位移从到L,求出初速度的取值范围.(2)当粒子刚好从边缘飞出时,落到下极板上的带电微粒最多,根据牛顿第二定律和运动学公式求出极板的电量Q,即可求出最多能落到下极板粒子的个数. (1)设粒子打在下极板中点、边缘的初速度分别为,则偏转位移为 得 水平方向: 联立解得: 故粒子的初速度满足2.5m/s≤v0≤5m/s. (2)设粒子刚好从边缘飞出时极板带电为Q,场强为E,板间电压为U,由牛顿第二定律得: 偏转位移: ,水平位移: ,又 联立解得: 则,解得 最多能落到下极板粒子的个数为: 个  
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如图所示,固定于同一条竖直线上的AB是两个等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-QAB间距离为2dMN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球P,其质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场分布)。现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球P向下运动到距C点距离为dO点时,速度为v。已知MNAB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:

1CO间的电势差;

2O点的场强大小与方向。

 

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质量均为m的两个可视为质点的小球AB,分别被长为L的绝缘细线悬挂在同一点O,给AB分别带上一定量的正电荷,并用水平向右的外力作用在A球上,平衡以后,悬挂A球的细线竖直,悬挂B球的细线向右偏60°角,如图所示.若A球的带电量为q,则:

1B球的带量为多少;

2)水平外力多大.

 

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密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值,其实验装置如图所示,油滴从喷雾器喷出,以某一速度进入水平放置的平行板之间。今有一带负电的油滴,不加电场时,油滴由于受到重力作用加速下落,速率变大,受到的空气阻力也变大,因此油滴很快会以一恒定速率v1匀速下落。若两板间加一电压,使板间形成向下的电场E,油滴下落的终极速率为v2。已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f=6πηrv计算(其中r为油滴半径,η为空气粘滞系数)。实验时测出rv1v2Eη为已知,则

1油滴的带电量__________

2经多次测量得到许多油滴的Q测量值如下表(单位1019C)

6.41

8.01

9.65

11.23

12.83

14.48

 

分析这些数据可知__________

 

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空气中的负氧离子对于人的链康极为有益。人工产生负氧离子(O2-)的方法最常见的是电晕放电法。如图所示一排针状负极和环形正极之间加上直流商压电,电压达5000V左右,使空气发生电离,从而产生负氧离子。在负极后面加上小风扇,将大量负氧离子排出,使空气清新化。针状负极与环形正极间距离为5mm,且视为匀强电场,则电场强度为_________V/m,电场对负氧离子的作用力为_______N。

 

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如图所示,AB为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两极中央各有一个小孔ab,在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落,若不计空气阻力,该质点到达b孔时速度恰为零,然后返回。现要使带电质点能穿过b孔,则可行的方法是 (  )

A. 保持S闭合,将A板适当上移

B. 保持S闭合,将B板适当下移

C. 先断开S,再将A板适当下移

D. 先断开S,再将B板适当上移

 

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