Question

在如圖所示的裝置中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻為R₁，滑動(dòng)變阻器總電阻為R₂，置于真空中的平行板電容器水平放置，極板間距為d。處在電容器中的油滴A恰好靜止不動(dòng)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于R₂的中點(diǎn)位置。

小題1:求此時(shí)電容器兩極板間的電壓；
小題2:確定該油滴的帶電電性以及油滴所帶電荷量q與質(zhì)量m的比值；
小題3:現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片P由中點(diǎn)迅速向上滑到某位置，使電容器上的電荷量變化了Q₁，油滴運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，再將滑片從該位置迅速向下滑動(dòng)到另一位置，使電容器上的電荷量又變化了Q₂，當(dāng)油滴又運(yùn)動(dòng)了2t的時(shí)間時(shí)，恰好回到原來的靜止位置。設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過程中未與極板接觸，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)所用時(shí)間與電容器充電、放電所用時(shí)間均忽略不計(jì)。則兩次電荷量的變化量Q₁與Q₂的比值為多少？

Answer 1

小題1:
小題2:
小題3:

(1)電路中的電流I＝
平行板電容器兩端的電壓U＝＝
(2)油滴帶負(fù)電。
對油滴受力分析，得
F_電－mg＝0
即
＝mg，所以
＝
(3)設(shè)電容器的電容為C，極板原來具有的電荷量為Q，電容器上的電荷量變化Q₁后，油滴在電場中向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t時(shí)刻油滴的速度為v₁、時(shí)間t內(nèi)的位移為s，則板間的電壓為
  U₁＝
根據(jù)牛頓第二定律得
F_電1－mg＝ma₁，－mg＝ma₁