如圖所示，四個(gè)電阻阻值均為R，電鍵S閉合時(shí)，有一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn)．現(xiàn)打開(kāi)電鍵S，這個(gè)帶電小球便向平行板電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，并和此板碰撞，碰撞過(guò)程中小球沒(méi)有機(jī)械能損失，只是碰后小球所帶電量發(fā)生變化，碰后小球帶有和該板同種性質(zhì)的電荷，并恰能運(yùn)動(dòng)到另一極板，設(shè)兩極板間距離為d，不計(jì)電源內(nèi)阻，求：
（1）電源電動(dòng)勢(shì)E多大？
（2）小球與極板碰撞后所帶的電量為多少？
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（1）當(dāng)S閉合時(shí)，電容器電壓為U，則：U=
E
1.5R
?R=
2
3
E         ①
對(duì)帶電小球受力分析得：
qU
d
=mg  ②
由①②式 解得：E=
3mgd
2q
      ③
（2）斷開(kāi)S，電容器電壓為U′，則：U′=
E
2R
?R=
E
2
  ④
對(duì)帶電小球運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：q′U′-mg
d
2
-q
U′
2
=0 ⑤
由③④⑤解得：q′=
7
6
q   ⑥
答：
（1）電源電動(dòng)勢(shì)E是
3mgd
2q
．
（2）小球與極板碰撞后所帶的電量為
7
6
q．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

如圖1所示，將兩個(gè)不同的金屬電極插入任何一個(gè)水果中就可以做成一個(gè)水果電池，但日常生活中我們很少用“水果電池”，這是為什么呢？某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)準(zhǔn)備就此問(wèn)題進(jìn)行探究．
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（1）同學(xué)們通過(guò)查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入水果中，電動(dòng)勢(shì)大約會(huì)有1伏多一點(diǎn)．曉宇同學(xué)找來(lái)了一個(gè)土豆做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用量程為0～3V、內(nèi)阻約50kΩ的伏特表測(cè)其兩極時(shí)讀數(shù)為0.96V．但當(dāng)他將四個(gè)這樣的水果電池串起來(lái)給標(biāo)稱(chēng)值為“3V，0.5A”的小燈泡供電時(shí)，燈泡并不發(fā)光．檢查燈泡、線路均沒(méi)有故障，而用伏特表測(cè)量其電壓確實(shí)能達(dá)到3V多．據(jù)您猜想，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因應(yīng)當(dāng)是：
 
（不要求寫(xiě)分析、推導(dǎo)過(guò)程）．
（2）曉宇同學(xué)用歐姆表直接測(cè)“土豆電池”的兩極，讀得此時(shí)的讀數(shù)為30Ω．小麗同學(xué)用靈敏電流表直接接“土豆電池”的兩極，測(cè)得電流為0.32mA，根據(jù)前面用伏特表測(cè)得的0.96V電壓，由全電路歐姆定律得：r=
E
I
=
0.96
0.32×10-3
Ω=3.0kΩ．因而曉宇同學(xué)說(shuō)土豆的內(nèi)阻為30Ω，而小麗同學(xué)則說(shuō)是3kΩ．
請(qǐng)你判斷，用曉宇或小麗同學(xué)的方法測(cè)量“土豆電池”的內(nèi)阻，結(jié)果是否準(zhǔn)確，為什么？請(qǐng)分別說(shuō)明理由．
（3）若實(shí)驗(yàn)室除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：
A．電流表A1（量程為0～0.6A，內(nèi)阻為1Ω）
B．靈敏電流表A2（量程為0～0.6mA，內(nèi)阻為800Ω）
C．靈敏電流表A3（量程為0～300μA，內(nèi)阻未知）
D．滑動(dòng)變阻器R1 （最大阻值約10Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值約2kΩ）
～F．定值電阻（阻值2kΩ）
G．變阻箱（0～9999Ω）
①為了能盡可能準(zhǔn)確測(cè)定“土豆電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的器材是
 
（填器材前的字母代號(hào)）．
②在圖2內(nèi)的方框中畫(huà)出應(yīng)采用的電路．

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014廣東省梅州市高三3月份總復(fù)習(xí)質(zhì)檢試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（10分）按圖所示的電路測(cè)量?jī)晒?jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi) 阻r,其中R為電阻箱，R0為定值電阻，干電他的工作電流不宜超過(guò)0.5A。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：

電流表（量程0一0.6一3.0A）

電阻箱（阻值范圍0一999.9）

定值電阻若干

電健、導(dǎo)線若干

①在下面提供的四個(gè)定值電阻中，保護(hù)電阻R0應(yīng)選用＿＿＿（填寫(xiě)阻值相應(yīng)的字母）。

A、5　　B. 20　　C. 30　　D. 100

②根據(jù)電路圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路

③實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變電阻箱R的值，記錄下電流表A的示數(shù)I,得到若干組R、I的數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖線，由此得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E＝＿＿＿＿V，內(nèi)電阻r＝＿＿（以上兩空結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。按照此實(shí)驗(yàn)方法，電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與真實(shí)值相比＿＿，內(nèi)電阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比＿＿＿（以上兩空選填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源：福建省模擬題 題型：實(shí)驗(yàn)題

有一額定電壓為10V、額定功率在10～15W之間的用電器，小明同學(xué)想測(cè)定它的額定功率，實(shí)驗(yàn)室的工作人員提供了以下實(shí)驗(yàn)器材供其選用：
直流電源E一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)為15V，內(nèi)阻不計(jì))
直流電壓表V0一個(gè)(量程為0～3V，內(nèi)阻為2kΩ)
直流電流表A0一個(gè)(雙量程0～0.6～3A，內(nèi)阻不計(jì))
滑動(dòng)變阻器一個(gè)：R阻(規(guī)格0～15Ω、1.8A)
定值電阻三個(gè)：R1=1 kΩ，R2=2 kΩ，R3=5 kΩ
單刀單擲開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干根
（1）小明同學(xué)研究以后發(fā)現(xiàn)，電壓表量程不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，為完成測(cè)量，他將電壓表進(jìn)行了“改裝”：在電壓表V0上串聯(lián)一個(gè)或幾個(gè)電阻，利用分壓關(guān)系，以滿(mǎn)足電表偏轉(zhuǎn)的要求。若“改裝”成量程為12V的電壓表，在三個(gè)給定的定值電阻中應(yīng)選用         ，將“改裝”成的電壓表內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖畫(huà)在圖甲方框中（標(biāo)注出所用器材的符號(hào)）
（2）“改裝”后的電壓表用V表示，選好器材后，他設(shè)計(jì)了以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)電路，你認(rèn)為最合理的一個(gè)電路是         （選填字母代號(hào)）。
 （3）若該用電器正常工作時(shí)，電流表的指針如圖乙所示，則它的額定功率為        W。

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