Question

如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R，E为直流电源其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极。平行板电容器

Answer 1

由电路图可以看出，因R4支路上无电流，且电容器两板间的电压无论K是否闭合始终等于电阻R3上的电压U3，当K闭合时，设此两极板间的电压为U,电源的电动势为E，由分压关系可得 U=U3=2/3E 且由小球处于静止时的平衡条件可得qU/d=mg
当K断开时，由R3与R1串联可得电容器两板间的电压U‘=E/2
由U=U3=2/3E,U'=E/2得U'=3/4U
U'小于U表明K断开后小球将向下极板运动，且重力做正功，电场力对小球做负功。表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系可得：dmg/2-U'q/2=1/2mv2
且由于无机械能损失，设碰后小球所带电荷为q',则有：
q'v'-mgd=-1/2mv2
联立可得q'=7/6q
所以变为原来的7/6

Answer 2

由电路图可以看出，因R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K是否闭合始终等于电阻R3上的电压U3，当K闭合时，设此两极板间电压为U，电源的电动势为E，由分压关系可得U＝U3＝2E/3 ①

小球处于静止，由平衡条件得

qU/d＝mg ②

当K断开，由R1和R3串联可得电容器两极板间电压U′为

U′＝ E/2 ③

由①③得U′＝3U/4 ④

U′＜U表明K断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系

mgd/2－qU′/2=mv^2/2－0 ⑤

因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电量变为q′，由功能关系得

q′U′－mgd＝0－mv^2/2 ⑥

联立上述各式解得

q′＝7/6q

即小球与下极板碰后电荷符号未变，电量变为原来的7/6

Answer 3

见分析
【试题分析】
由电路图可以看出，因R4支路上无电流，无论S是否闭合，电容器两极板间电压始终等于电阻R3上的电压U3，当S闭合时，设电容器极板间电压为U，电源的电动势为E，由分压关系可得U＝U3＝E①
小球处于静止，由平衡条件得
qu/d ＝mg ②
当S断开，由R1和R3串联可得电容两极板间电压
U′= E/2 ③
由①③得U′＝3/4U④
U′＜U表明S断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系得
⑤
因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电荷量变为q′，由功能关系得
⑥
联立上述各式解得
q′＝7/6q
即小球与下极板碰后电荷符号未变，电荷量变为原来的. 7/6

Answer 4

〗命题意图：考查推理判断能力及分析综合能力．

错解分析：不能深刻把握该物理过程的本质，无法找到破题的切入点（K断开→U3变化→q所受力F变化→q运动状态变化），得出正确的解题思路.

解题方法与技巧：

由电路图可以看出，因R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K是否闭合始终等于电阻R3上的电压U3，当K闭合时，设此两极板间电压为U，电源的电动势为E，由分压关系可得U＝U3＝E ①

小球处于静止，由平衡条件得

＝mg ②

当K断开，由R1和R3串联可得电容器两极板间电压U′为

U′＝ ③

由①③得U′＝U ④

U′＜U表明K断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系

mg－qmv2－0 ⑤

因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电量变为q′，由功能关系得

q′U′－mgd＝0－mv2 ⑥

联立上述各式解得

q′＝q

即小球与下极板碰后电荷符号未变，电量变为原来的