如图所示,水平放置的两块平行金属板A,B相距为d,电容为C.开始两块板均不带电,A板接地且*有孔.现将带电荷量为+q,质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速滴下,落
问题描述:
如图所示,水平放置的两块平行金属板A,B相距为d,电容为C.开始两块板均不带电,A板接地且*有孔.现将带电荷量为+q,质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速滴下,落向B板的电荷全部传给B板,问:
(1)第几滴液滴在A,B板间做匀速直线运动?
(2)能够到达B板的液滴不会超过多少滴?
答
(1)设第n滴液滴在A、B板间做匀速直线运动,此时,板上电荷量为Q=(n-1)q,板上电压U=
=Q C
.(n−1)q C
板间电场强度 E=
=U d
①(n−1)q Cd
由平衡条件得 qE=mg ②
由①②得 n=
+1.mgCd q2
(2)设能够到达B板的液滴不会超过x滴,且第(x-1)滴到B板的速度恰为0,然后返回极板上,最大电荷量Q′=xq ③
极板间最大电压U′=
=Q′ C
④(x−1)q C
对第(x-1)滴,由动能定理得:mg(h+d)-qU′=0 ⑤
由④⑤解得 x=
+1.mgC(h+d) q2
答:(1)第
+1滴液滴在A、B板间做匀速直线运动.(2)能够到达B板的液滴不会超过mgCd q2
+1.mgC(h+d) q2