题目内容
(10分)如图所示,四个电阻阻值均为R,电键S闭合时,有一质量为m,带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点。现打开电键S,这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动,并和此板碰撞,碰撞过程中小球没有机械能损失,只是碰后小球所带电量发生变化,碰后小球带有和该板同种性质的电荷,并恰能运动到另一极板,设两极板间距离为d,不计电源内阻,求:
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(1)电源电动势E多大?
(2)小球与极板碰撞后所带的电量
为多少?
解析:
(1)当S闭合时,电容器电压为U,则:
① (2分)
对带电小球受力分析得:
② (2分)
由①②式 解得:
③ (1分)
(2)断开S,电容器电压为U/,则:
④ (2分)
对带电小球运动的全过程,根据动能定理得:
⑤ (2分)
由③④⑤解得:
(1分)
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