摘要:18.用四个阻值均为R的电阻连成如图所示的电路.开关S闭合时.有一质量为m.带电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点.平行板电容器的下极板接地.现打开开关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.只是碰后小球的电荷量发生变化.碰后小球带有和该极板同种性质的电荷.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: (1)小球开始带什么电?小球开始在中点的电势是多少?电源电动势E为多大? (2)小球与极板碰撞后的电荷量q′为多少? [解析] (1)当S闭合时.小球静止于水平放置的平行板电容器的中点.上极板电势高于下极板.对带电小球进行受力分析.可知小球带负电荷. 设电容器电压为U.则有: =mg U=·R=E 解得:U=.E=.则小球开始在中点的电势φ0== (2)设断开S后.电容器的电压为U′.则U′=·R= 因为碰撞过程中小球没有机械能损失.只是碰后小球的电荷量发生变化.所以对带电小球运动的全过程根据动能定理得: q′U′-mg-q=0 解得:q′=q

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