有個(gè)演示實(shí)驗(yàn),在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi),放了許多錫箔紙揉成的小球,當(dāng)上下板間加上電壓后,小球就上下不停地跳動(dòng),F(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究。
如圖所示,電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置,相距為d,與電動(dòng)勢(shì)為ε、內(nèi)阻可不計(jì)的電源相連。設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球,小球可視為質(zhì)點(diǎn)。已知:若小球與極板發(fā)生碰撞,則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱,帶電狀態(tài)也立即改變,改變后,小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同,電量為極板電量的α倍(α<<1)。不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響。重力加速度為g。
(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng),電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少?
(2)設(shè)上述條件已滿足,在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng)。求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量。
(1)
(2)
(1)用Q表示極板電荷量的大小,q表示碰后小球電荷量的大小。要使小球能不停地往返運(yùn)動(dòng),小球所受的向上的電場(chǎng)力至少應(yīng)大于重力,則
、
其中 q=αQ ②
又有 Q=Cε ③
由以上三式有 、
(2)當(dāng)小球帶正電時(shí),小球所受電場(chǎng)力與重力方向相同,向下做加速運(yùn)動(dòng)。以a1表示其加速度,t1表示從A板到B板所用的時(shí)間,則有
、
d=a1t12/2 ⑥
當(dāng)小球帶負(fù)電時(shí),小球所受電場(chǎng)力與重力方向相反,向上做加速運(yùn)動(dòng),以a2表示其加速度,t2表示從B板到A板所用的時(shí)間,則有
⑦
d=a2t22/2 ⑧
小球往返一次共用時(shí)間為(t1+t2),故小球在T時(shí)間內(nèi)往返的次數(shù)
⑨
由以上關(guān)系式得:
⑩
小球往返一次通過(guò)的電量為2q,在T時(shí)間內(nèi)通過(guò)電源的總電量
Q'=2qn
由以上兩式可得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(06年全國(guó)卷Ⅰ)(20分)有個(gè)演示實(shí)驗(yàn),在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi),放入了許多用錫箔紙揉成的小球,當(dāng)上下板間加上電壓后,小球就上下不停地跳動(dòng)。現(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究。
如圖所示,電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置,相距為d,與電動(dòng)勢(shì)為ε、內(nèi)阻可不計(jì)的電源相連。設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球,小球可視為質(zhì)點(diǎn)。已知:若小球與極板發(fā)生碰撞,則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱,帶電狀態(tài)也立即改變,改變后,小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同,電量為極板電量的α倍(α<<1)。不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響。重力加速度為g。
(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng),電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少?
(2)設(shè)上述條件已滿足,在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng)。求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng),電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少?
(2)設(shè)上述條件已滿足,在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng)。求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量。
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科目:高中物理 來(lái)源:2014屆浙江省寧波八校高一下學(xué)期期末聯(lián)考物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題
有個(gè)演示實(shí)驗(yàn),在上下面都有金屬板的玻璃盒內(nèi),放有許多用錫箔紙揉成的小球,當(dāng)上下板間加上電壓后,小球就上下不停地跳動(dòng).現(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究.如圖所示,電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置,相距為d,與一直流電源相連.設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球,小球可視為質(zhì)點(diǎn).已知:若小球與極板發(fā)生碰撞,則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱,帶電狀態(tài)也立即改變,改變后,小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同,電量為極板電量的β倍(β<<1).不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響.重力加速度為g.
(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng),電源兩端的電壓U至少應(yīng)大于多少?
(2)設(shè)上述條件已滿足(U為已知物理量),在較長(zhǎng)的時(shí)間T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng).求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)
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