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(如图所示).设两极板间距离为d,不计电源内阻,

◎ 题目

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(如图所示).设两极板间距离为d,不计电源内阻,求:
(1)小球带什么电?电源电动势E为多大?
(2)现断开开关S,小球向平行板电容器的一极板运动,求小球与极板碰前瞬间的动能?

◎ 答案

(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:
qU
d
=mg
U=
mgd
q

U=
E
1.5R
R=
2
3
E
解得:E=
3mgd
2q

(2)设断开S后,电容器的电压为U′,则U′=
E
2R
?R=
E
2
=
3mgd
4q

对带电小球运动的全过程根据动能定理得:mg
d
2
-q
U′
2
=EK-0
解得:Ek=
mgd
8

答:(1)小球带负电,电源电动势E为
3mgd
2q

(2)现断开开关S,小球向平行板电容器的一极板运动,小球与极板碰前瞬间的动能为
mgd
8

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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(如图所示).设两极板间距离为d,不计电源内阻,…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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