Question

【题目】如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（不计空气阻力，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：

（1）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；

（2）小球从开始下落运动到下极板的时间.

Answer 1

【答案】（1）， （2）

【解析】

(1)对从释放到到达下极板处过程的整个过程，由动能定理得：

解得：

电容器两极板间的电压为：

故电容器的带电量为：

(2)小球到达小孔前是自由落体运动，则有:

得:

根据速度位移关系公式，有：

v2=2gh

得:

取竖直向下为正方向，根据动量定理对减速过程有：

小球从开始下落运动到下极板的时间t=t1+t2

联立解得：．