Question

【題目】如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔。質量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零（不計空氣阻力，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g）。求：

（1）極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量；

（2）小球從開始下落運動到下極板的時間.

Answer 1

【答案】（1）， （2）

【解析】

(1)對從釋放到到達下極板處過程的整個過程，由動能定理得：

解得：

電容器兩極板間的電壓為：

故電容器的帶電量為：

(2)小球到達小孔前是自由落體運動，則有:

得:

根據速度位移關系公式，有：

v2=2gh

得:

取豎直向下為正方向，根據動量定理對減速過程有：

小球從開始下落運動到下極板的時間t=t1+t2

聯立解得：．