Question

如圖所示，四個電阻阻值均為R，開關(guān)S閉合時，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．現(xiàn)斷開開關(guān)S，這個帶電小球便向平行板電容器的一個極板運動，并和此板碰撞，碰撞過程中小球沒有機械能損失，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，并恰能運動到另一極板．設(shè)兩極板間距離為d，不計電源內(nèi)阻，求：

(1)電源電動勢E為多大？

(2)小球與極板碰撞后所帶的電量q′為多少？

Answer 1

 (1)當(dāng)S閉合時，設(shè)電容器電壓為U，則有：U＝·R＝E  （2分）

對帶電小球受力分析得：＝mg      （2分）

聯(lián)立解得：E＝                 （2分）

(2)斷開S，設(shè)電容器電壓為U′，則有：U′＝·R＝，U′<U，則電容器間場強減小，帶電小球?qū)⑾蛳逻\動．

對帶電小球運動的全過程，根據(jù)動能定理得：

q′U′－mg－q＝0         （3分）

聯(lián)立解得：q′＝q           （3分）