高二物理練習(xí)：高二物理電容器的電容例題解析五

1、3/3高二物理練習(xí)：高二物理電容器的電容例題解析五為了幫助學(xué)生們更好地學(xué)習(xí)高中物理 ,查字典物理網(wǎng)精心為大家搜集整理了高二物理練習(xí)：高二物理電容器的電容例題解析五 ,希望對(duì)大家的物理學(xué)習(xí)有所幫助!高二物理練習(xí)：高二物理電容器的電容例題解析五【例4】 三塊相同的金屬平板A、B、D自上而下水平放置 ,間距分別為h和d ,如下圖A、B兩板中心開(kāi)孔 ,在A板的開(kāi)孔上擱有一金屬容器P ,與A板接觸良好 ,其內(nèi)盛有導(dǎo)電液體A板通過(guò)閉合的電鍵S與電動(dòng)勢(shì)為U0的電池的正極相連 ,B板與電池的負(fù)極相連并接地容器P內(nèi)的液體在底部小孔O處形成質(zhì)量為m ,帶電量為q的液滴后自由下落 ,穿過(guò)B板的開(kāi)孔O落在D板上 ,其

2、電荷被D板吸附 ,液體隨即蒸發(fā) ,接著容器底部又形成相同的液滴自由下落 ,如此繼續(xù)設(shè)整個(gè)裝置放在真空中1第1個(gè)液滴到達(dá)D板時(shí)的速度為多少？2D板最終可到達(dá)多高的電勢(shì)？3設(shè)液滴的電量是A板所帶電量的a倍a=0.02 ,A板與 B板構(gòu)成的電容器的電容為C0=510-12F ,U0=1000V ,m=0.02g ,h=d=5cm試計(jì)算D板最終的電勢(shì)值g=10ms24如果電鍵S不是始終閉合 ,而只是在第一個(gè)液滴形成前閉合一下 ,隨即翻開(kāi) ,其他條件與3相同在這種情況下 ,D板最終可到達(dá)電勢(shì)值為多少？說(shuō)明理由分析 液滴落下后 ,由電場(chǎng)力和重力共同對(duì)它做功 ,由此可算出它到達(dá)D板的速度液滴落下后 ,D板上

3、出現(xiàn)正電荷 ,在DB間形成一個(gè)方向向上的場(chǎng)強(qiáng) ,將阻礙以后繼續(xù)下落的液滴 ,使D板的帶電量有一限度 ,其電勢(shì)也有一個(gè)最大值解 1設(shè)第一個(gè)液滴到達(dá)D板的速度為v1 ,對(duì)液滴從離開(kāi)小孔O到D板的全過(guò)程由功能關(guān)系得2隨著下落液滴的增多 ,D板帶的正電荷不斷積累 ,在DB間形成向上的電場(chǎng)E ,通過(guò)O后的液滴在BD間作勻減速運(yùn)動(dòng) ,當(dāng)液滴到達(dá)D板的速度恰為零時(shí) ,D板的電勢(shì)達(dá)最高 ,設(shè)為Um由qU0mghdqUm=Ek=0得3 A板帶電量Q0=C0U0 ,故每一液滴的電量q=Q0=002C0U0 ,代入上式得4D板最終電勢(shì)等于A板電荷全部到達(dá)D板時(shí)D板的電勢(shì)由于h=d ,B、D間電容量也是C0 ,故D板最終電勢(shì)U至多為U0因?yàn)楫?dāng) D板電勢(shì)為U時(shí) , A板電勢(shì)UA=U0U ,到達(dá)D板液滴的動(dòng)能為EkmghdqU0qUmghdqU式中qm=aC0U0 ,是q的最大值 ,即第一個(gè)液滴的電量因故恒有Ek0 ,表示液滴一直徑往下滴 ,直到A板上電量全部轉(zhuǎn)移到D板 ,所以D板最終電勢(shì)可達(dá)所以小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大小為說(shuō)明 1電場(chǎng)力做功與重力做功 ,都只與始、末兩位置有關(guān) ,與具體路徑無(wú)關(guān)2電勢(shì)能的變化僅由電場(chǎng)力作功產(chǎn)生 ,重力勢(shì)能的變化僅由重力作功產(chǎn)生 ,但動(dòng)能的變化是由作用在物體上的所有外力的功產(chǎn)生的在具體問(wèn)題中