Question

【题目】如图所示，水平放置的平行板电容器与一恒定的直流电压相连，两极板间距离d =10 cm．距下板4 cm处有一质量m = 0.01g的不带电小球由静止落下．小球和下极板碰撞间带上了q =1.0×10-8 C的电荷，反跳的高度为8cm，这时下板所带电量为Q=1.0×10-6 C．如果小球和下板碰撞时没有机械能损失（即速度的大小不变），（取g=10m/s2）试求：

(1)该电容器极板间的电场强度多大？

(2)该电容器的电容多大？

Answer 1

【答案】（1）5.0×103V/m，（2）2000pF

【解析】

根据匀变速直线运动的速度位移公式求出小球打在下极板上的速度，从而得知反弹的速度，根据匀变速直线运动的规律求出加速度，从而求出电场力的大小和电场强度的大小；根据U=Ed求出两极板间的电势差，再根据求出电容器的电容．

（1）根据得，

根据得；

根据牛顿第二定律得：，解得．

（2）两极板间的电势差为，

电容器电容大小为．