Question

如圖所示，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝R，電鍵S閉合時，間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；電鍵S斷開時，小球向電容器一個極板運動并發(fā)生碰撞，碰撞后小球帶上與極板同種性質(zhì)的電荷．設(shè)碰撞過程中沒有機械能損失，小球反彈后恰好能運動到電容器另一極板．若不計電源內(nèi)阻，求：

(1)電源的電動勢，

(2)小球與極板碰撞后的帶電量．

Answer 1

答案：
解析：

(1)電鍵S閉合時，R1、R3并聯(lián)與R4串聯(lián)，(R2中沒有電流通過) 　　UC＝U4＝(2/3)ε 　　對帶電小球有：mg＝qE＝qUC/d＝(2/3)qε/d得：ε＝(3/2)mgd/q 　　(2)電鍵S斷開后，R1、R4串聯(lián)，則＝ε/2＝(3/4)mgd/q　　　[1] 　　小球向下運動與下極板相碰后，小球帶電量變?yōu)?IMG style="vertical-align:middle" SRC="http://thumb.zyjl.cn/pic7/pages/61A2/0317/0003/614532a3b111229d38b0f81dd4ee8108/C/Image8.gif" width=17 height=21>，向上運動到上極板，全過程由動能定理得：mgd/2－/2－mgd＋＝0　[2] 　　由[1][2]式解得：＝7q/6．