如图,相距为d=3cm,水平放置的两块平行金属板A、B,其电容量为C=4μF,开始时两板均不带电,A板接地且*有小孔,现将带电量为q=2×10-6C,质量为m=6.7g的带电液滴,一滴一滴从小孔正上方h

问题描述:

如图,相距为d=3cm,水平放置的两块平行金属板A、B,其电容量为C=4μF,开始时两板均不带电,A板接地且*有小孔,现将带电量为q=2×10-6C,质量为m=6.7g的带电液滴,一滴一滴从小孔正上方h=3cm处由静止滴下,落向B板后电荷全部传给B板.求:

(1)第几滴液滴在A、B板间,将做匀速直线运动?
(2)能够到达B板的液滴数不会超过多少滴?

(1)设第n滴液滴在A、B间做匀速直线运动,那么B板上的电量应为(n-1)q,两板间形成的电压U=

Q
C
=
(n-1)q
C

对带电液滴进行受力分析得:mg=Eq=
qU
d
=
(n-1)q2
Cd

解得n=
mgCd
q2
+1
=2011
(2)设第N+1滴在电场中速度减为零时正好能到达B板,则第N+1滴是在N滴液滴所形成的电场中运动,此时B板带电量为Nq,两板间的电压为U′=
Nq
C

第N+1滴从刚开始下落到B板的过程中,利用动能定理
mg(h+d)-qU′=0-0   
所以最多能到达B板的个数为
mgC(h+d)
q2
+1=4021

答:(1)第2011滴液滴在A、B板间,将做匀速直线运动;(2)能够到达B板的液滴数不会超过4021滴.