问题
问答题
如图所示,在真空中水平放置的平行板电容器两板间的电压为U1=200V,在距下板h=1.6cm的M点,带负电的液滴处于静止状态.如果使两板之间电压突然减小到U2=100V,取g=10m/s2.则带电液滴运动到极板上需要经历的时间t为多少?
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答案
设两板间距离为d,带电液滴的质量为m,当带负电的液滴处于静止状态时,
根据平衡条件得
q
-mg=0U1 d
当两板间电压突然减小到U2=100V时,带负电的液滴从静止开始向下做匀加速直线运动,设其加速度为a,则根据牛顿第二定律和运动学公式得
mg-q
=maU2 d
h=
at21 2
联立以上三式得
t=
=2hU1 (U1-U2)g
s=0.08s2×1.6×10-2×200 (200-100)×10
答:带电液滴运动到极板上需要经历的时间t为0.08s.