水平放置的平行板电容器,两极板相距5mm,电容为2μF,当将其充电到两板电势差为100V时,一个质量为1.0×10-11g的带负电尘埃正好在板间静止,求:(1)

水平放置的平行板电容器,两极板相距5mm,电容为2μF,当将其充电到两板电势差为100V时,一个质量为1.0×10-11g的带负电尘埃正好在板间静止,求:(1)

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水平放置的平行板电容器,两极板相距5mm,电容为2μF,当将其充电到两板电势差为100V时,一个质量为1.0×10-11g的带负电尘埃正好在板间静止,求:
(1)这时电容器的带电量为多少库仑?
(2)电容器上极板带何种电荷?
(3)该尘埃带电量为多少?
答案
(1)由C=
Q
U
得,Q=CU=2×10-6×100C=2×10-4C
(2)带负电尘埃正好在板间静止,受到重力与电场力平衡,则电场力方向竖直向上,电容器上极板带正种电荷.
(3)由平衡条件得
    qE=mg,又E=
U
d
,得到q
U
d
=mg
代入解得,q=5×10-18C
答:
(1)电容器的带电量为2×10-4C.
(2)电容器上极板带正种电荷.
(3)该尘埃带电量为5×10-18C.
举一反三
如图甲所示,水平地面上有一辆小车,小车上固定有竖直光滑绝缘管,管长为L,管内底部有一质量m=0.2g,电荷量q=+8×10-5C的小球,小球的直径比管的内径略小.在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B1=15T的匀强磁场,MN面上方存在着垂直纸面向外、磁感应强度B2=15T的匀强磁场,MN上下的整个区域还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场.现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力FN随小球到管底的高度h的变化关系如图乙所示.g取10m/s2,不计空气阻力.求:
(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a;
(2)绝缘管的长度L;
(3)小球离开管后每次经过水平面MN时小球距管口的距离△x.

魔方格
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正方形金属线框abcd,每边长l=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻R=0.02Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg的砝码.线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区,如图,线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动,当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动.接着线框全部进入磁场后又做加速运动(g=10m/s2).问:
(1)线框匀速上升时磁场对线框的作用力多大?
(2)线框匀速上升时速度多大?
(3)线框上升过程中产生了多少电热?魔方格
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如图所示,A、B两物体用细绳相连跨过光滑轻小滑轮悬挂起来,B物体放在水平地面上,A、B两物体均静止.现将B物体稍向左移一点,A、B两物体仍静止,则此时与原来相比(  )
A.绳子拉力变大
B.地面对物体B的支持力变小
C.地面对物体B的摩擦力变大
D.物体B受到的合力变大
魔方格
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如图,金属杆ab的质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成θ角,则棒ab受到的摩擦力大小为______;棒对导轨的压力大小为______.魔方格
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如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当杆中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则(  )
A.磁场方向竖直向上
B.磁场方向竖直向下
C.ab受安培力的方向平行导轨向上
D.ab受安培力的方向平行导轨向下
魔方格
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