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如图所示,一电容为C=40pF的平行板电容器水平放置,上板接地且中心处有一小孔,...

如图所示,一电容为C=40pF的平行板电容器水平放置,上板接地且中心处有一小孔,板间距离为d=0.6m,在上板中心正上方h=0.4m处有大量质量为m=0.03g、带电量为q=-2×10-8C 的油滴不断从小孔滴下并附着到下板上.求:
(1)第21个油滴打到下板上时的速度v1
(2)最终有多少个油滴可以打到下板上?

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(1)油滴不断从小孔滴下并附着到下板上,上下板之间就形成了电势差,也就形成了匀强电场,根据动能定理即可求得第21个油滴打到下板上时的速度; (2)设最终有n个油滴可以打到下板上,即第n个油滴到达下极板时速度正好等于0,以后的油滴就不会打到板上了,根据动能定理即可求解. 【解析】 (1)20个油滴打到下板上时,下极板带的电量为Q=20×2×10-8C=4×10-7C, U= 对第21个油滴从静止到达下板的过程中运用动能定理得: 解得:v1== (2)当油滴滴到下极板时速度刚好为零,下面的油滴就不能滴到下极板上,设最终有n个油滴可以打到下板上,则有: 下极板带的电量为Q=2n×10-8C U= 根据动能定理得: 0-0=mg(h+d)-Uq 解得:n==30 答:(1)第21个油滴打到下板上时的速度v1为;(2)最终有30个油滴可以打到下板上.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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