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如图所示的电路中,三个电阻的阻值都相同,E为直流电源,其内阻可忽略不计.平行板电...

如图所示的电路中,三个电阻的阻值都相同,E为直流电源,其内阻可忽略不计.平行板电容器两极板间的距离为d.在两极板间的中点P处有一个带电质点,当电键K断开时,带电质点恰好保持静止.现把电键K闭合,带电质点就开始运动,设电容器两极板间的电压在极短时间内达到稳定值,不计空气阻力,重力加速度为g,求带电质点首次碰到极板时的速度.

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当电键S断开和闭合时,根据欧姆定律求出电容器两板间的电压.再判断带电小球向哪个板运动.先根据电键S断开时,小球受力平衡,得出电场力与重力的平衡方程式;再由牛顿第二定律求出闭合电键时小球的加速度,由运动学公式求出带电小球到达该极板时的速度大小. 【解析】 当电键K断开时,由欧姆定律得:电容器板间电压为U1=E;闭合电键K时,电容器两板间的电压U2=E.则得U2= 可见,电容器两板间电压变大,板间电场强度变大,小球所受的电场力变大,所以带电小球向上极板运动. 当电键K断开时,有mg=q 闭合电键K时,小球的加速度为a=== 由运动学公式有,v2=2ad 代入解得,v== 答:带电小球到达该极板时的速度大小为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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