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精英家教网如图所示,电容量为C的平行板电容器的两极板M、N带有等量异种电荷,其中的N板接地.已知一电子(电荷量为-e)从远处运动到两板间中点P的过程中,电势能增加了E,则由此可推知M极板的带电情况为(  )
A、带正电,电荷量为
2CE
e
B、带负电,电荷量为
2CE
e
C、带正电,电荷量为
CE
2e
D、带负电,电荷量为
CE
2e
分析:电子从远处运动到两板间中点P的过程中,电势能增加了E,说明电场力做负功,由此可知,M板应带负电.
再由电场力做功可得极板的电压,进而得到极板带电量.
解答:解:
电子从远处运动到两板间中点P的过程中,电势能增加了E,说明电场力做负功,N板接地,电势为零,由此可知,M板应带负电.
设极板间电压为U,电子从远处运动到两板间中点P的过程中克服电场力做功为:
W=e
U
2

又W=E,带入解得:
U=
2E
e

由电容定义式可得:
C=
Q
U

由②③解得:
Q=
2CE
e

故B正确,ACD错误.
故选:B.
点评:本题重点是掌握电场力做功的表示,知道电场力做功与电势能变化的关系.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?桂林一模)有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.
如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点.已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<1).不计带电小球对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g.
(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动.求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网有一个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为E、内阻可不计的电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点,小球与极板每次发生碰撞后,速度都立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷性质与该极板电荷性质相同,电量为极板电量的n倍(n<<1),不计带电小球带电对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g
(1)当电键S闭合后,电容器所带的电量Q=?
(2)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势E至少应大于多少?
(3)设上述条件已满足,在较长的时间间隔t内,小球做了很多次往返运动.求在t时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(06年全国卷Ⅰ)(20分)有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放入了许多用锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。

如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点。已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<<1)。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。

(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?

(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。

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科目:高中物理 来源: 题型:

有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。

如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点。已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<<1)。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。

(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?

(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。

 

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