三塊相同的金屬平板A、B、C自上而下水平放置，間距分別為h和d，如下圖所示．A、B兩板中心開孔，在A板的開口上有一金屬容器P，與A板接觸良好，在其內(nèi)盛有導(dǎo)電液體．A板通過閉合的電鍵K與電動勢為U0、內(nèi)阻不計(jì)的電池正極相連，B板與電池負(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的液滴自由下落，穿過B板的開孔落在原不帶電的C板上，其電荷被C板吸附，液體隨即蒸發(fā)，接著容器底部又形成相同的液滴下落，如此繼續(xù)．設(shè)整個裝置放在真空中，求：

　　(1)第一個液滴到達(dá)C板時的速度是多少？

　　(2)如果每個液滴的電量q是A板所帶電量的0.02倍、m＝0.02×10－3kg，A板與B板構(gòu)成的電容為C0＝5×10－12F，U0＝1000V，h＝d＝5cm．試計(jì)算C板最終的電勢值．(g取10m/s2)

答案：
解析：

　　第一個液滴從O運(yùn)動到C板過程中，重力和電場力做功，設(shè)到達(dá)C板時的速度vc，由動能定理得：

　　　　　　    m＝mg(h＋d)＋qU0

　　得　　　　　　   vc＝

　　(2)液滴到達(dá)C板上，使C板電勢升高，液滴從B板運(yùn)動到C板過程中，B、C板間電場力對液滴做負(fù)功；當(dāng)液滴到達(dá)C板時的速度為O時，C板的電勢達(dá)到最高．設(shè)這時C板電勢為U，由動能定理得：O＝mg(h＋d)＋qU0－qU

　　解得：　　　　 U＝＋U0

　　由A、B板間電容C0、兩板間電勢差U0得A板所帶電量QA＝C0U0

　　液滴q＝0.02QA代入得：

　     U＝＋U0＝＋1000＝2.01×105V


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

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，如圖所示．A、B兩板中心開孔，在A板的開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板通過閉合的電鍵K與電動勢為U0的電池正極相連，B板與電池負(fù)極相連并接地．容器P內(nèi)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B板的開孔O′落到D板上，其電荷被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)整個裝置放在真空中．
（1）第一個液滴到達(dá)D板時的速度為多少？
（2）D板最終可達(dá)到多高的電勢？
（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=5×10-12F，U0=1000V，m=0.02g，h=d=5cm．試計(jì)算D板最終的電勢值．（g=10m/s2）
（4）如果電鍵K不是始終閉合，而只是在第一個液滴形成前閉合一下，隨即打開，其他條件與（3）相同．在這種情況下，D板最終可達(dá)到的電勢值為多少？說明理由．（不需要計(jì)算．）

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科目：高中物理 來源： 題型：

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，如圖所示。A、B兩板中心開孔，在A板的開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板通過閉合的開關(guān)S與電動勢為E0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B板的開孔落在D板上，其電荷被D板吸收，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)整個裝置放在真空中。

（1）第一個液滴到達(dá)D板時的速度為多少？

（2）D板最終可達(dá)到多高的電勢？

（3）設(shè)液滴的電荷量是A板所帶電量的α倍（α＝0.02），A板與B板構(gòu)成的電容器的電容為C0＝5×10－12F，E0＝1000V，m＝0.02g，h=d=5cm。試計(jì)算D板最終的電勢值。（g=10m/s2）

（4）如果開關(guān)S不是始終閉合，而只是在第一個液滴形成前閉合一下，隨即打開，其它條件與（3）相同。在這種情況下，設(shè)想第n滴液滴能落至D板，則當(dāng)?shù)?i>n滴液滴剛剛下落的時刻，D板的電勢多高？D板最終可達(dá)到多高的電勢？

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科目：高中物理 來源：2012-2013年四川昭覺中學(xué)高二上學(xué)期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

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，如圖所示.A、B兩板中心開孔，在A板的開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板通過閉合的電鍵K與電動勢為E0的電池正極相連，B板與電池負(fù)極相連并接地.容器P內(nèi)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B板的開孔O′落到D板上，其電荷被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)整個裝置放在真空中.

(1)第一個液滴到達(dá)D板時的速度為多少?
(2)D板最終可達(dá)到多高的電勢?
(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＝5×10-12F，E0＝1000V，m＝0.02g，h＝d＝5cm.試計(jì)算D板最終的電勢值.(g＝10m/s2)
(4)如果電鍵K不是始終閉合，而只是在第一個液滴形成前閉合一下，隨即打開，其他條件與(3)相同.在這種情況下，D板最終可達(dá)到的電勢值為多少?說明理由.

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科目：高中物理 來源：2014屆四川昭覺中學(xué)高二上學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

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，如圖所示.A、B兩板中心開孔，在A板的開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板通過閉合的電鍵K與電動勢為E0的電池正極相連，B板與電池負(fù)極相連并接地.容器P內(nèi)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B板的開孔O′落到D板上，其電荷被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)整個裝置放在真空中.

(1)第一個液滴到達(dá)D板時的速度為多少?

(2)D板最終可達(dá)到多高的電勢?

(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＝5×10-12F，E0＝1000V，m＝0.02g，h＝d＝5cm.試計(jì)算D板最終的電勢值.(g＝10m/s2)

(4)如果電鍵K不是始終閉合，而只是在第一個液滴形成前閉合一下，隨即打開，其他條件與(3)相同.在這種情況下，D板最終可達(dá)到的電勢值為多少?說明理由.

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年福建省龍巖一中高二（上）期中物理試卷（解析版） 題型：解答題

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，如圖所示．A、B兩板中心開孔，在A板的開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板通過閉合的電鍵K與電動勢為U的電池正極相連，B板與電池負(fù)極相連并接地．容器P內(nèi)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B板的開孔O′落到D板上，其電荷被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)整個裝置放在真空中．
（1）第一個液滴到達(dá)D板時的速度為多少？
（2）D板最終可達(dá)到多高的電勢？
（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C=5×10-12F，U=1000V，m=0.02g，h=d=5cm．試計(jì)算D板最終的電勢值．（g=10m/s2）
（4）如果電鍵K不是始終閉合，而只是在第一個液滴形成前閉合一下，隨即打開，其他條件與（3）相同．在這種情況下，D板最終可達(dá)到的電勢值為多少？說明理由．（不需要計(jì)算．）

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