Question

【題目】如圖所示，水平放置的平行板電容器與一恒定的直流電壓相連，兩極板間距離d =10 cm．距下板4 cm處有一質量m = 0.01g的不帶電小球由靜止落下．小球和下極板碰撞間帶上了q =1.0×10-8 C的電荷，反跳的高度為8cm，這時下板所帶電量為Q=1.0×10-6 C．如果小球和下板碰撞時沒有機械能損失（即速度的大小不變），（取g=10m/s2）試求：

(1)該電容器極板間的電場強度多大？

(2)該電容器的電容多大？

Answer 1

【答案】（1）5.0×103V/m，（2）2000pF

【解析】

根據勻變速直線運動的速度位移公式求出小球打在下極板上的速度，從而得知反彈的速度，根據勻變速直線運動的規律求出加速度，從而求出電場力的大小和電場強度的大小；根據U=Ed求出兩極板間的電勢差，再根據求出電容器的電容．

（1）根據得，

根據得；

根據牛頓第二定律得：，解得．

（2）兩極板間的電勢差為，

電容器電容大小為．