Question

高中物理电容问题

原题：
如图所示，水平放置的平行板电容器与一恒定的直流电压相连，两极板间距离d=10cm．距下板4cm处有一质量m=0.01g的不带电小球由静止落下．小球和下极板碰撞间带上了q=1.0×10-8C的电荷，反跳的高度为8cm，这时下板所带电量为Q=1.0×10-6C．如果小球和下板碰撞时没有机械能损失（即速度的大小不变），（取g=10m/s2）试求：（1）该电容器极板间的电场强度多大？（2）该电容器的电容多大？

题干说，"小球和下极板碰撞间带上了q=1.0×10-8C的电荷，这时下板所带电量为Q=1.0×10-6C"那么第二问，小球碰撞板前，极板带电量是不是更大（因为【小球分走了极板的电荷（对吗）】？也就是说【该电容器所带电荷量变化】？进而根据C=Q/U（电压保持不变），可得出【电容变化】？可电容变化貌似不科学啊，我这么理解貌似错了，可错在哪呢？

Answer 1

我就不帮你做出来了。只说一下这题目怎么做。
题干指明：该电容器和一恒定的（注意是恒定的）直流电压源（直流也是有说法的，说明极性不变）（恒定电压源说明电压不变）连接（连接，怎么说呢，不同于断开，断开电荷得不到补充了，不知道你能不能理解我最终想表达意思。）。
这就说明了以下几点：
小球接触极板时，电容得到了电荷的补充（来自电压源），而且电压时没有变的，小球离开时电容器的状态和没有碰撞前是一致的。如果你明白了这些，我想你的疑问就没有了。
解题通过能量入手，结合电容器的知识不难解决。
做物理题多想想是好的，但不要瞎想。

追问

也就是说，小球碰撞极板时，极板上带的电荷量没变？是吗？

追答

忽略暂态过程可以这么说，接触的瞬间极板上电荷有减少和补充的过程（不是分开进行的，但是这个问题就不用考虑了）小球离开时，极板上带电荷量和没有碰撞前是一致的。
我们可以形而上学的说一句，极板上的电荷没有变。（最终结果电荷量是没变）

追问

小球碰撞极板后，小球也带上了电荷，那么电容电荷应该减少，对吧？
如果有补充的话，是谁补充的呢？

追答

电源啊。。。。。。。。
我要补充一句，电荷不会被创造，只会被转移，电源提供了电荷转移的动力。

追问

也就是说，碰撞前后，电量没变，电容也没变？

追答

我昨天不是追答了吗。。。。好奇怪。
电荷不会被创造，只会转移，这里的“驱动”因素是电动势，这就是连接的恒定的电压源的作用。
电荷运动是动态的，从最终的结果看，小球离开时，极板上的电荷量和碰撞前一致。

Answer 2

因为两极电压已经改变。由于下极板的电荷减少、导致了两极电势差的减小、从而导致了两极电压的减小。

追问

题干说“水平放置的平行板电容器与一恒定的直流电压相连”，电容器两端电压不变吧？
电容、电压、电荷量这三个物理量在这道题中到底谁变了？我蒙圈了！