如圖所示，三個定值電阻的阻值都為R=4Ω，開關K閉合時，有一質量為m=1.2×10﹣4kg帶電量為q=6×10...
來源：國語幫 3.06W
問題詳情：
如圖所示，三個定值電阻的阻值都為R=4Ω，開關K閉合時，有一質量為m=1.2×10﹣4kg帶電量為q=6×10﹣6C的小球靜止於平行板電容器極板間的中點O．現在把開關K斷開，此小球向一個極板運動，並與此極板相碰，碰撞時無機械能損失，碰撞後小球恰能運動到另一極板處，設兩極板間的距離為d=2cm，電源內阻不計，g=10m/s2試求：
（1）電源電動勢E；
（2）開關斷開後，兩極板間電壓U′；
（3）小球和電容器一個極板碰撞後所帶的電量q′．
【回答】
解：（1）K閉合時，粒子靜止，受力平衡，則 qE=mg
得 E=
=
=200V
電容器板間電壓 U=Ed=200×0.02V=4V
由電路的結構得 U=
E電，得電源的電動勢 E電=
U=
4V=6V
（2）開關斷開後，兩極板間電壓 U′=
E電=3V；
（3）粒子向下運動，據動能定理有：
（mg﹣E′q）•
=
﹣0
因為 mg=Eq，所以得 （Eq﹣E′q）•
=
﹣0
粒子與極板碰後，速率不變，
碰後據動能定理得 （E′q′﹣mg）d=0﹣
聯立得 （Eq﹣E′q）•+（E′q′﹣Eq）d=0
可得 E′q′=
q
根據E=
得 q′=
q=
×6×10﹣6C=7×10﹣6C
答：
（1）電源電動勢E是6V；
（2）開關斷開後，兩極板間電壓U′是3V；
（3）小球和電容器一個極板碰撞後所帶的電量q′是7×10﹣6C．
知識點：未分類
題型：計算題
