當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年北京市豐臺(tái)區(qū)高三（上）期末物理試卷> 試題詳情

如圖所示，絕緣支架懸掛一金屬槽，槽中盛有導(dǎo)電液體，槽底部有一小孔，此小孔可以讓槽中的液體一滴一滴無(wú)初速度地滴落。在槽下端通過(guò)絕緣支架水平掛一金屬板A，A板中間挖一小孔且正對(duì)槽的小孔，兩孔距離較為接近。現(xiàn)將槽和極板A接入電源，電源電壓為U，當(dāng)槽中液滴位于A板小孔（不與A板接觸）但未滴落時(shí)，可將槽和液滴所構(gòu)成的整體視作與A板共同構(gòu)成電容器，電容大小為C₁，液滴滴落時(shí)所帶電荷量與總凈剩電荷量的比值稱為帶電系數(shù)k（k為定值）。
在A板正下方的絕緣底座上水平放置另一金屬極板B，A板與B板構(gòu)成電容為C₂的電容器，通過(guò)調(diào)節(jié)槽中的液滴下落頻率，保證A、B極板間不會(huì)同時(shí)存在兩滴液滴。已知A、B板間距為h,重力加速度為g,A板接地，槽中導(dǎo)電液體的液面變化可以忽略不計(jì)，A板相較于小孔尺寸可視為無(wú)限大金屬板，不考慮空氣中帶電粒子對(duì)裝置的影響以及液滴對(duì)A、B板間電容的影響，開(kāi)始時(shí)B極板不帶電。
（1）求滴落時(shí)液滴所帶電荷量Q；
（2）若液滴質(zhì)量為m,求極板B可獲得的最高電勢(shì)φ_B；
（3）第n滴液滴落到B板后，請(qǐng)推導(dǎo)第n+1滴液滴所受靜電力F與滴數(shù)n的函數(shù)關(guān)系式，并求出第n滴液滴剛落到B板時(shí)，A、B極板所構(gòu)成電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能E_n。

【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題；勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：111引用：1難度：0.3

相似題

1．如圖所示，平行板電容器與水平面成θ=30°放置，電容器的電容為C，一重力不計(jì)帶正電的粒子由靜止從下極板開(kāi)始加速，粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,從C點(diǎn)以2v₀的速度射出，進(jìn)入一電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)所在區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形ABCD。已知AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度恰好水平，求：
（1）電容器所帶電荷量；
（2）長(zhǎng)方形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。
發(fā)布：2024/10/25 2:0:2組卷：5引用：2難度：0.5
解析
2．如圖1所示，由電子槍發(fā)出?的電子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場(chǎng)電壓為U₀，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電極YY'之間電壓為U，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩極板間距離為d。不計(jì)電子重力和電子間相互作用，求：
（1）電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度大小v₀；
（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度大小a；
（3）電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直板面方向的偏移距離y。
（4）有一種電子儀器叫作示波器，可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。示波器的核心部件是示波管，它的原理圖如圖2所示。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′之間和偏轉(zhuǎn)電極YY′之間都沒(méi)有加電壓，電子束從電子槍射出后沿直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。若要亮斑從中心O點(diǎn)移至正對(duì)屏幕的右下方，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明如何操作。
發(fā)布：2024/10/24 8:0:1組卷：22引用：1難度：0.5
解析
3．如圖所示，燈絲發(fā)射出來(lái)的電子（初速度為零，不計(jì)重力）經(jīng)電壓為U₀的兩豎直金屬板間的電場(chǎng)加速后從小孔穿出，沿水平金屬板A、B的中線射入，并恰好打到A板的中點(diǎn)C。金屬板A、B的長(zhǎng)度均為2d、間距為d,電子質(zhì)量為m、電荷量為e。
（1）求電子從小孔穿出時(shí)的速度大小v₀；
（2）求金屬板A、B間的電壓U以及電子打到C點(diǎn)前瞬間的速度大小v_C。
發(fā)布：2024/10/25 0:0:1組卷：13引用：2難度：0.6
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