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
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解题思路:(1)电键S闭合时,根据串并联电路的特点,求出电容器板间电压与电动势的关系,对小球受力情况进行分析,由电场力与重力平衡,即可求出板间电压,解得电源的电动势.

(2)断开S,由电路的关系求出电容器的板间电压,对带电小球运动的全过程,根据动能定理求解小球与极板碰撞后所带的电量.

(1)当S闭合时,电容器电压为U,则:U=

E

1.5R•R=

2

3E①

对带电小球受力分析得:[qU/d=mg②

由①②式 解得:E=

3mgd

2q]③

(2)断开S,电容器电压为U′,则:U′=[E/2R•R=

E

2]④

对带电小球运动的全过程,根据动能定理得:q′U′-mg[d/2−q

U′

2=0 ⑤

由③④⑤解得:q′=

7

6q⑥

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

7

6q.

点评:

本题考点: 闭合电路的欧姆定律;动能定理的应用;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题是电路与电场两部分知识的综合,关键是确定电容器的电压与电动势的关系.

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