【題目】有個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi)，放了許多錫箔紙揉成的小球，當(dāng)上下板間加上電壓后，小球就上下不停地跳動(dòng).現(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究.

如圖所示，電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置，相距為d，與電動(dòng)勢(shì)為ε、內(nèi)阻可不計(jì)的電源相連.設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球，小球可視為質(zhì)點(diǎn).已知：若小球與極板發(fā)生碰撞，則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱悖瑤щ姞顟B(tài)也立即改變，改變后，小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同，電量為極板電量的α倍（α<<1）.不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響.重力加速度為g.

(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少？

(2)設(shè)上述條件已滿足，在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng).求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量.

【答案】(1)

(2),

【解析】(1)用Q表示極板電荷量的大小，q表示碰后小球電荷量的大小.要使小球能不停地往返運(yùn)動(dòng)，小球所受的向上的電場(chǎng)力至少應(yīng)大于重力，則

其中 q=αQ又有Q=Cε

由以上三式有

(2)當(dāng)小球帶正電時(shí)，小球所受電場(chǎng)力與重力方向相同，向下做加速運(yùn)動(dòng).以a1表示其加速度，t1表示從A板到B板所用的時(shí)間，則有

當(dāng)小球帶負(fù)電時(shí)，小球所受電場(chǎng)力與重力方向相反，向上做加速運(yùn)動(dòng)，以a2表示其加速度，t2表示從B板到A板所用的時(shí)間，

則有

小球往返一次共用時(shí)間為（t1+t2），故小球在T時(shí)間內(nèi)往返的次數(shù)

由以上關(guān)系式得

小球往返一次通過(guò)的電量為2q，在T時(shí)間內(nèi)通過(guò)電源的總電量Q'=2qn

由以上兩式可得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】根據(jù)下列圖示以及文字說(shuō)明，判斷人或者物體處于超重狀態(tài)的是

A. 圖甲，聶海勝在“天宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)盤(pán)起腿懸空打坐

B. 乙圖，我國(guó)“長(zhǎng)征二號(hào)”火箭把“神舟十號(hào)”載人飛船加速送上太空的情景

C. 丙圖，表演“水流星”節(jié)目中杯子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)

D. 丁圖，蹦床運(yùn)動(dòng)員雙腳離開(kāi)蹦床，向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于物體的重心，下列說(shuō)法中正確的是

A. 任何物體的重心都一定在這個(gè)物體上

B. 重心的位置只與物體的形狀有關(guān)

C. 形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，其重心在物體的幾何中心

D. 物體重心的位置一定會(huì)隨物體形狀改變而改變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器已經(jīng)充電，靜電計(jì)的金屬球與電容器的一個(gè)極板連接，外殼與另一個(gè)極板連接，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)指示電容器兩極板間的電勢(shì)差．實(shí)驗(yàn)中保持極板上的電荷量不變．設(shè)電容器兩極板正對(duì)面積為，極板間的距離為，靜電計(jì)指針偏角為，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是（ ）

A. 保持不變，減小，則不變

B. 保持不變，減小，則變小

C. 保持不變，減小，則變小

D. 保持、不變，在兩極板間插入電介質(zhì)，則變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，質(zhì)量為的木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為的物塊以初速度滑上木板的左端，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.在物塊滑上木板的同時(shí)，給木板施加一個(gè)水平向右的恒力F，當(dāng)恒力F取某一值時(shí)，物塊在木板上相對(duì)于木板滑動(dòng)的路程為s，給木板施加大小不同的恒力F，得到的關(guān)系如圖乙所示，其中AB段與橫軸平行，且AB段的縱坐標(biāo)為.將物塊視為質(zhì)點(diǎn)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度取.

（1）若恒力,則物塊會(huì)從木板的右端滑下，求物塊在木板上滑行的時(shí)間.

（2）圖乙中BC為直線段，求該段恒力F的取值范圍及函數(shù)關(guān)系式.

（3）簡(jiǎn)要說(shuō)明圖乙中線段DE所表示的物塊和木板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】半圓柱體P放在粗糙的水平面上，有一擋板MN，其延長(zhǎng)線總是過(guò)半圓柱體的軸心O，但擋板與半圓柱體不接觸，在P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q（P的截面半徑遠(yuǎn)大于Q的截面半徑），整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖是這個(gè)裝置的截面圖，若用外力使MN繞O點(diǎn)緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在Q到達(dá)最高位置前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.MN對(duì)Q的彈力大小逐漸減小
B.P、Q間的彈力先增大后減小
C.桌面對(duì)P的摩擦力先增大后減小
D.P所受桌面的支持力保持不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】萬(wàn)有引力作用下的物體具有引力勢(shì)能，取無(wú)窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為零，物體距星球球心距離為時(shí)的引力勢(shì)能為： (G為萬(wàn)有引力常量)，設(shè)宇宙中有一半徑為R的星球，宇航員在該星球上以速度豎直向上拋出一質(zhì)量為m的物體，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)時(shí)間t落回手中，則描述正確的是( )

A. 在該星球表面上以的初速度水平拋出一個(gè)物體，物體將再落回星球表面

B. 在該星球表面上以的初速度水平拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面

C. 在該星球表面上以的初速度豎直拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面

D. 在該星球表面上以的初速度豎直拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道，現(xiàn)有一質(zhì)最為m的小滑塊沿該圓形軌道的豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，A、C為圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，B、D點(diǎn)與圓心O同一水平線上的點(diǎn)，小滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體M在地面上靜止不動(dòng)，則物體M對(duì)地面的壓力N和地面對(duì)M的摩擦力有關(guān)說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 小滑塊在A點(diǎn)時(shí)， ，摩擦力方向向左

B. 小滑塊在B點(diǎn)時(shí)， ，摩擦力方向向左

C. 小滑塊在C點(diǎn)時(shí)， ，M與地面無(wú)摩檫力

D. 小滑塊在D點(diǎn)時(shí)， ，摩擦力方向向左

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一輛汽車原來(lái)勻速行駛，然后以2m/s2的加速度加快行駛，從加快行駛開(kāi)始，經(jīng)12s行駛了264m，則；
（1）汽車在此12s內(nèi)的平均速度是多少？
（2）汽車開(kāi)始加速時(shí)的初速度是多大？

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