如图所示，三个定值电阻的阻值都为R=4Ω，开关K闭合时，有一质量为m=1.2×10﹣4kg带电量为q=6×10...
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问题详情：
如图所示，三个定值电阻的阻值都为R=4Ω，开关K闭合时，有一质量为m=1.2×10﹣4kg带电量为q=6×10﹣6C的小球静止于平行板电容器极板间的中点O．现在把开关K断开，此小球向一个极板运动，并与此极板相碰，碰撞时无机械能损失，碰撞后小球恰能运动到另一极板处，设两极板间的距离为d=2cm，电源内阻不计，g=10m/s2试求：
（1）电源电动势E；
（2）开关断开后，两极板间电压U′；
（3）小球和电容器一个极板碰撞后所带的电量q′．
【回答】
解：（1）K闭合时，粒子静止，受力平衡，则 qE=mg
得 E=
=
=200V
电容器板间电压 U=Ed=200×0.02V=4V
由电路的结构得 U=
E电，得电源的电动势 E电=
U=
4V=6V
（2）开关断开后，两极板间电压 U′=
E电=3V；
（3）粒子向下运动，据动能定理有：
（mg﹣E′q）•
=
﹣0
因为 mg=Eq，所以得 （Eq﹣E′q）•
=
﹣0
粒子与极板碰后，速率不变，
碰后据动能定理得 （E′q′﹣mg）d=0﹣
联立得 （Eq﹣E′q）•+（E′q′﹣Eq）d=0
可得 E′q′=
q
根据E=
得 q′=
q=
×6×10﹣6C=7×10﹣6C
答：
（1）电源电动势E是6V；
（2）开关断开后，两极板间电压U′是3V；
（3）小球和电容器一个极板碰撞后所带的电量q′是7×10﹣6C．
知识点：未分类
题型：计算题
