精英家教網(wǎng)用四個(gè)阻值均為R的電阻連成如圖所示的電路,電鍵S閉合時(shí),有一質(zhì)量為m帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn),平行板電容器的下極板接地.現(xiàn)打開電鍵S,這個(gè)帶電小球便向平行板電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng),并和此板板碰撞,設(shè)兩極板間距離為d,電源內(nèi)阻也為R,重力加速度為g.求:
(1)電源電動(dòng)勢E為多大?
(2)從打開電鍵S到小球碰撞到極板所需時(shí)間?
分析:(1)電鍵S閉合時(shí),根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn),求出電容器板間電壓與電動(dòng)勢的關(guān)系,對(duì)小球受力情況進(jìn)行分析,由電場力與重力平衡,即可求出板間電壓,解得電源的電動(dòng)勢.
(2)斷開S,由電路的關(guān)系求出電容器的板間電壓,對(duì)帶電小球運(yùn)動(dòng)的全過程,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求時(shí)間.
解答:解:(1)當(dāng)S閉合時(shí),電容器電壓為U,則:U=
E
2.5R
R
=
2
5
E ①
對(duì)帶電小球受力分析得:
qU
d
=mg ②
由①②式 解得:E=
5mgd
2q

(2)斷開S,電容器電壓為U′,則:U′=
E
3R
R
=
E
3

由牛頓第二定律知:mg-
qU′
d
=ma⑤
向下運(yùn)動(dòng)的位移:
d
2
=
1
2
at2

聯(lián)立④⑤⑥得:t=
6d
g

答:
(1)電源電動(dòng)勢E是
5mgd
2q

(2)小球與極板碰撞所用時(shí)間為
6d
g
點(diǎn)評(píng):本題是串并聯(lián)電路與電容器兩部分知識(shí)的綜合,關(guān)鍵是確定電容器的電壓與電動(dòng)勢的關(guān)系.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

用四個(gè)阻值均為R的電阻連成如圖所示的電路,開關(guān)S閉合時(shí),有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn)(如圖所示).設(shè)兩極板間距離為d,不計(jì)電源內(nèi)阻,求:
(1)小球帶什么電?電源電動(dòng)勢E為多大?
(2)現(xiàn)斷開開關(guān)S,小球向平行板電容器的一極板運(yùn)動(dòng),求小球與極板碰前瞬間的動(dòng)能?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

用四個(gè)阻值均為R的電阻連成如圖所示的電路,開關(guān)S閉合時(shí),有一質(zhì)量為,帶電荷量為的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn),平行板電容器的下極板接地,F(xiàn)打開開關(guān)S,這個(gè)帶電小球便向平行板電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng),并和此板碰撞,碰撞過程中小球沒有機(jī)械能損失,只是碰后小球所帶電荷量發(fā)生變化,碰后小球帶有和該極板同種性質(zhì)的電荷,并恰能運(yùn)動(dòng)到另一極板,設(shè)兩極板間距離為,不計(jì)電源內(nèi)阻,求:

(1)小球開始帶什么電?小球開始在中點(diǎn)的電勢是多少?電源電動(dòng)勢E為多大?

(2)小球與極板碰撞后所帶的電荷量為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

用四個(gè)阻值均為R的電阻連成如圖所示的電路,開關(guān)S閉合時(shí),有一質(zhì)量為,帶電荷量為的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn),平行板電容器的下極板接地,F(xiàn)打開開關(guān)S,這個(gè)帶電小球便向平行板電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng),并和此板碰撞,碰撞過程中小球沒有機(jī)械能損失,只是碰后小球所帶電荷量發(fā)生變化,碰后小球帶有和該極板同種性質(zhì)的電荷,并恰能運(yùn)動(dòng)到另一極板,設(shè)兩極板間距離為,不計(jì)電源內(nèi)阻,求:

1.小球開始帶什么電?小球開始在中點(diǎn)的電勢是多少?電源電動(dòng)勢E為多大?

2.小球與極板碰撞后所帶的電荷量為多少?

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2010年福建省四地六校聯(lián)考高二上學(xué)期第三次月考物理試卷 題型:計(jì)算題

用四個(gè)阻值均為R的電阻連成如圖所示的電路,開關(guān)S閉合時(shí),有一質(zhì)量為,帶電荷量為的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn),平行板電容器的下極板接地,F(xiàn)打開開關(guān)S,這個(gè)帶電小球便向平行板電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng),并和此板碰撞,碰撞過程中小球沒有機(jī)械能損失,只是碰后小球所帶電荷量發(fā)生變化,碰后小球帶有和該極板同種性質(zhì)的電荷,并恰能運(yùn)動(dòng)到另一極板,設(shè)兩極板間距離為,不計(jì)電源內(nèi)阻,求:
(1)小球開始帶什么電?小球開始在中點(diǎn)的電勢是多少?電源電動(dòng)勢E為多大?
(2)小球與極板碰撞后所帶的電荷量為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2013屆度廣西龍州縣高級(jí)中學(xué)高二物理階段性考試物理卷 題型:計(jì)算題

用四個(gè)阻值均為R的電阻連成如圖所示的電路,開關(guān)S閉合時(shí),有一質(zhì)量為,帶電荷量為的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn),平行板電容器的下極板接地,F(xiàn)打開開關(guān)S,這個(gè)帶電小球便向平行板電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng),并和此板碰撞,碰撞過程中小球沒有機(jī)械能損失,只是碰后小球所帶電荷量發(fā)生變化,碰后小球帶有和該極板同種性質(zhì)的電荷,并恰能運(yùn)動(dòng)到另一極板,設(shè)兩極板間距離為,不計(jì)電源內(nèi)阻,求:

1.小球開始帶什么電?小球開始在中點(diǎn)的電勢是多少?電源電動(dòng)勢E為多大?

2.小球與極板碰撞后所帶的電荷量為多少?

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案