问题
问答题
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：
（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？
答案
（1）当S闭合时，电容器电压为U，则：U=
•R=E 1.5R
E ①2 3
对带电小球受力分析得：
=mg ②qU d
由①②式 解得：E=
③3mgd 2q
（2）断开S，电容器电压为U′，则：U′=
•R=E 2R
④E 2
对带电小球运动的全过程，根据动能定理得：q′U′-mg
-qd 2
=0 ⑤U′ 2
由③④⑤解得：q′=
q ⑥7 6
答：
（1）电源电动势E是
．3mgd 2q
（2）小球与极板碰撞后所带的电量为
q．7 6