Question

如图所示，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝R，电键S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，带电量为q的小球恰好处于静止状态；电键S断开时，小球向电容器一个极板运动并发生碰撞，碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷．设碰撞过程中没有机械能损失，小球反弹后恰好能运动到电容器另一极板．若不计电源内阻，求：

(1)电源的电动势，

(2)小球与极板碰撞后的带电量．

Answer 1

答案：
解析：

(1)电键S闭合时，R1、R3并联与R4串联，(R2中没有电流通过) 　　UC＝U4＝(2/3)ε 　　对带电小球有：mg＝qE＝qUC/d＝(2/3)qε/d得：ε＝(3/2)mgd/q 　　(2)电键S断开后，R1、R4串联，则＝ε/2＝(3/4)mgd/q　　　[1] 　　小球向下运动与下极板相碰后，小球带电量变为，向上运动到上极板，全过程由动能定理得：mgd/2－/2－mgd＋＝0　[2] 　　由[1][2]式解得：＝7q/6．