如图所示，R1=R2=R3=R4=R，开关S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，带电荷量为q的小球恰好处于静止状态．开关S断开时，小球向电容器一个极板运动并发生碰撞

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，R1=R2=R3=R4=R，开关S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，带电荷量为q的小球恰好处于静止状态．开关S断开时，小球向电容器一个极板运动并发生碰撞，碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷．设碰撞过程中没有机械能损失，小球反弹后恰好运动到电容器另一极板，不计电源内阻．求：
（1）电源的电动势．
（2）小球与极板碰撞后的带电量．
魔方格

◎ 答案

（1）开关S闭合时，R1、R3并联与R4串联，R2中没有电流通过．有：
              UC=U4=
2
3
E
      对带电小球由平衡条件有：mg=qE，E=
UC
d

          则有mg=q
UC
d
，UC=
mgd
q

      得：E=
3mgd
2q

    （2）开关S断开后，R1、R4串联，则UC′=
E
2
=
3mgd
4q

     小球先向下运动与下极板相碰后，小球带电量变为q'，再向上运动到上极板．在全过程由动能定理得     
mgd
2
-
qU′C
2
-mgd+q′U′C=0

    联解得：q′=
7q
6

答：（1）电源的电动势为
3mgd
2q
．
    （2）小球与极板碰撞后的带电量为q′=
7q
6
．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，R1=R2=R3=R4=R，开关S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，带电荷量为q的小球恰好处于静止状态．开关S断开时，小球向电容器一个极板运动并发生碰撞…”主要考查了你对  【共点力的平衡】，【动能定理】，【电场强度的定义式】，【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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