高二物理競(jìng)賽靜電場(chǎng)穩(wěn)恒電流和物質(zhì)的導(dǎo)電性

1、高二物理競(jìng)賽（6） 靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電流和物質(zhì)的導(dǎo)電性班級(jí)：_ 姓名：_ 座號(hào)：_一、如圖1所示，電阻R1=R2=1k，電動(dòng)勢(shì)E=6V，兩個(gè)相同的二極管D串聯(lián)在電路中，二極管D的ID-UD特性曲線如圖2所示。試求：（1）通過二極管D的電流；圖2圖1（2）電阻R1消耗的功率。圖2圖1二、某些非電磁量的測(cè)量是可以通過一些相應(yīng)的裝置轉(zhuǎn)化為電磁量來(lái)測(cè)量的。一平板電容器的兩個(gè)極扳豎直放置在光滑的水平平臺(tái)上，極板的面積為S，極板間的距離為d。極板1固定不動(dòng)，與周圍絕緣；極板2接地，且可在水平平臺(tái)上滑動(dòng)并始終與極板1保持平行。極板2的兩個(gè)側(cè)邊與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的兩個(gè)完全相同的彈簧相連，兩彈簧的另一端固

2、定。圖1是這一裝置的俯視圖。先將電容器充電至電壓U后即與電源斷開，再在極板2的右側(cè)的整個(gè)表面上施以均勻的向左的待測(cè)壓強(qiáng)P；使兩極板之間的距離發(fā)生微小的變化，如圖2所示。測(cè)得此時(shí)電容器的電壓改變量為U。設(shè)作用在電容器極板2上的靜電作用力不致引起彈簧的可測(cè)量到的形變，試求待測(cè)壓強(qiáng)P。三、兩塊豎直放置的平行金屬大平板A、B，相距d，兩極間的電壓為U。一帶正電的質(zhì)點(diǎn)從兩板間的M點(diǎn)開始以豎直向上的初速度v0運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)電場(chǎng)中某點(diǎn)N點(diǎn)時(shí)，速度變?yōu)樗椒较?，大小仍為v0，如圖所示。求M、N兩點(diǎn)問的電勢(shì)差。（忽略帶電質(zhì)點(diǎn)對(duì)金屬板上電荷均勻分布的影響）ODPACKM四、測(cè)定電子荷質(zhì)比（電荷q與質(zhì)量m之比q/m

3、）的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子，經(jīng)陽(yáng)極A與陰極K之間的高電壓加速后，形成一束很細(xì)的電子流，電子流以平行于平板電容器極板的速度進(jìn)入兩極板C、D間的區(qū)域。若兩極板C、D間無(wú)電壓，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的O點(diǎn)；若在兩極板間加上電壓U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點(diǎn)；若再在極板間加一方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則打到熒光屏上的電子產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到O點(diǎn)?，F(xiàn)已知極板的長(zhǎng)度l=5.00cm，C、D間的距離d=1.50cm，極板區(qū)的中點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)=12.50cm，U=200V，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，B=6.3×10-4T。試求

4、電子的荷質(zhì)比。（不計(jì)重力影響）五、1如圖所示，電荷量為q1的正點(diǎn)電荷固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O處，電荷量為q2的正點(diǎn)電荷固定在x軸上，兩電荷相距l(xiāng)，已知q2=2q1。（1）求在x軸上場(chǎng)強(qiáng)為零的P點(diǎn)的坐標(biāo)。（2）若把一電荷量為q0的點(diǎn)電荷放在P點(diǎn)，試討論它的穩(wěn)定性（只考慮q0被限制在沿x軸運(yùn)動(dòng)和被限制在沿垂直于x軸方向運(yùn)動(dòng)這兩種情況）。2有一靜電場(chǎng)，其電勢(shì)U隨坐標(biāo)x的改變而變化，變化的圖線如圖1所示，試在圖2中畫出該靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E隨x變化的圖線（設(shè)場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向時(shí)取正值，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向時(shí)取負(fù)值）。六、一電流表，其內(nèi)阻Rg=10.0，如果將它與一阻值R0=44990的定值電阻串聯(lián)，便可成為一量程U0=5

5、0V的電壓表?，F(xiàn)把此電流表改裝成一塊雙量程的電壓表，兩個(gè)量程分別為U01=5V和U02=10V。當(dāng)用此電壓表的5V擋去測(cè)量一直流電源兩端的電壓時(shí)，電壓表的示數(shù)為4.50V；當(dāng)用此電壓表的10V擋去測(cè)量該電源兩端的電壓時(shí)，電壓表的示數(shù)為4.80V。問此電源的電動(dòng)勢(shì)為多少？七、現(xiàn)有以下器材：電流表一只（量程適當(dāng)。內(nèi)阻可忽略不計(jì)。帶有按鈕開關(guān)K1，按下按鈕電流表與電路接通，有電流通過電流表，電流表顯出一定的讀數(shù)），阻值已知為R的固定電阻一個(gè)，阻值未知的待測(cè)電阻Rx一個(gè)，直流電源一個(gè)（電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻r待測(cè)），單刀雙擲開關(guān)K一個(gè)，接線用的導(dǎo)線若干。試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路，用它既能測(cè)量直流電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻r，

6、又能測(cè)量待測(cè)電阻的阻值Rx（注意：此電路接好后，在測(cè)量過程中不許再拆開，只許操作開關(guān)，讀取數(shù)據(jù)）。具體要求：（1）畫出所設(shè)計(jì)的電路圖；（2）寫出測(cè)量、r和Rx主要的實(shí)驗(yàn)步驟；（3）導(dǎo)出用已知量和實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出的量表示的、r和Rx表達(dá)式。八、一段橫截面積S=1.0mm2的銅導(dǎo)線接入直流電路中，當(dāng)流經(jīng)該導(dǎo)線的電流I=1.0A時(shí)，該段銅導(dǎo)線中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速度u為多大？已知，每個(gè)銅原子有一個(gè)“自由電子”，每個(gè)電子的電荷量e=1.6×10-19C；銅的密度=8.9g/cm3，銅的摩爾質(zhì)量=64g/mol，阿伏伽德羅常量N0=6.02×1023mol-1。九、電荷量分別為q和Q

7、的兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球A和B（均可視為點(diǎn)電荷），質(zhì)量分別為m和M。初始時(shí)刻，B的速度為0，A在B的右方，且與B相距L0，A具有向右的初速度v0，并還受到一向右的作用力f使其保持勻速運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻，兩球之間可以達(dá)到一最大距離。（1）求此最大距離；（2）求從開始到兩球間距離達(dá)到最大的過程中f所做的功。十、一個(gè)用電阻絲繞成的線圈，浸沒在量熱器所盛的油中，油的溫度為0。當(dāng)線圈兩端加上一定的電壓后，油溫漸漸上升。0時(shí)溫度升高的速率為5.0K·min-1，持續(xù)一段時(shí)間后，油溫上升到30，此時(shí)溫度升高的速率變?yōu)?.5K·min-1，這是因?yàn)榫€圈的電阻與溫度有關(guān)。設(shè)溫度為時(shí)線圈的電阻為R，

8、溫度為0時(shí)線圈的電阻為R0，則有R=R0(1+)，稱為電阻的溫度系數(shù)。試求此線圈電阻的溫度系數(shù)。假設(shè)量熱器及其中的油以及線圈所構(gòu)成的系統(tǒng)溫度升高的速率與該系統(tǒng)吸收熱量的速率（即單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量）成正比；對(duì)油加熱過程中加在線圈兩端的電壓恒定不變；系統(tǒng)損失的熱量可忽略不計(jì)。十一、如圖所示，一質(zhì)量為m半徑為R的由絕緣材料制成的薄球殼，均勻帶正電，電荷量為Q，球殼下面有與球殼固連的底座，底座靜止在光滑水平面上。球殼內(nèi)部有一勁度系數(shù)為的輕彈簧（質(zhì)量不計(jì)），彈簧始終處于水平位置，其一端與球殼內(nèi)壁固連，另一端恰位于球心處，球殼上開有一小孔C，小孔位于過球心的水平線上。在此水平線上離球殼很遠(yuǎn)的O處有一質(zhì)量

9、也為m電荷量也為Q的帶正電的點(diǎn)電荷P，它以足夠大的初速v0沿水平的OC方向開始運(yùn)動(dòng)。并知P能通過小孔C進(jìn)入球殼內(nèi)，不考慮重力和底座的影響。已知靜電力常量k。求P剛進(jìn)入C孔到剛再由C孔出來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間。十二、圖中a為一固定放置的半徑為R的均勻帶電球體，O為其球心。已知取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零時(shí)，球表面處的電勢(shì)為U=1000V。在離球心O很遠(yuǎn)的O點(diǎn)附近有一質(zhì)子b，它以Ek=2000eV的動(dòng)能沿與OO平行的方向射向a。以l表示b與OO線之間的垂直距離，要使質(zhì)子b能夠與帶電球體a的表面相碰，試求l的最大值。把質(zhì)子換成電子，再求l的最大值。十三、兩個(gè)點(diǎn)電荷位于x軸上，在它們形成的電場(chǎng)中，若取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為

10、零，則在正x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)如圖中曲線所示，當(dāng)時(shí)，電勢(shì)；當(dāng)時(shí)，電勢(shì)；電勢(shì)為零的點(diǎn)的坐標(biāo)x0，電勢(shì)為極小值-U0的點(diǎn)的坐標(biāo)為ax0（a>2）。試根據(jù)圖線提供的信息，確定這兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷的符號(hào)、電量的大小以及它們?cè)趚軸上的位置。十四、如圖所示，接地的空心導(dǎo)體球殼內(nèi)半徑為R，在空腔內(nèi)一直徑上的P1和P2處，放置電量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷，q1=q2=q，兩點(diǎn)電荷到球心的距離均為a。由靜電感應(yīng)與靜電屏蔽可知：導(dǎo)體空腔內(nèi)表面將出現(xiàn)感應(yīng)電荷分布，感應(yīng)電荷電量等于-2q。空腔內(nèi)部的電場(chǎng)是由q1、q2和兩者在空腔內(nèi)表面上的感應(yīng)電荷共同產(chǎn)生的。由于我們尚不知道這些感應(yīng)電荷是怎樣分布的，所以很難用場(chǎng)強(qiáng)疊

11、加原理直接求得腔內(nèi)的電勢(shì)或場(chǎng)強(qiáng)。但理論上可以證明，感應(yīng)電荷對(duì)腔內(nèi)電場(chǎng)的貢獻(xiàn)，可用假想的位于腔外的（等效）點(diǎn)電荷來(lái)代替（在本題中假想（等效）點(diǎn)電荷應(yīng)為兩個(gè)），只要假想的（等效）點(diǎn)電荷的位置和電量能滿足這樣的條件，即：設(shè)想將整個(gè)導(dǎo)體殼去掉，由q1在原空腔內(nèi)表面的感應(yīng)電荷的假想（等效）點(diǎn)電荷q1與q1共同產(chǎn)生的電場(chǎng)在原空腔內(nèi)表面所在位置處各點(diǎn)的電勢(shì)皆為0；由q2在原空腔內(nèi)表面的感應(yīng)電荷的假想（等效）點(diǎn)電荷q2與q2共同產(chǎn)生的電場(chǎng)在原空腔內(nèi)表面所在位置處各點(diǎn)的電勢(shì)皆為0。這樣確定的假想電荷叫做感應(yīng)電荷的等效電荷，而且這樣確定的等效電荷是唯一的。等效電荷取代感應(yīng)電荷后，可用等效電荷q1、q2和q1、q2

12、來(lái)計(jì)算原來(lái)導(dǎo)體存在時(shí)空腔內(nèi)部任意點(diǎn)的電勢(shì)或場(chǎng)強(qiáng)。（1）試根據(jù)上述條件，確定假想等效電荷q1、q2的位置及電量；rP2P1qRAOaa（2）求空腔內(nèi)部任意點(diǎn)A的電勢(shì)UA。已知A點(diǎn)到球心O的距離為r，與的夾角為。十五、如圖所示，O為半徑等于R的原來(lái)不帶電的導(dǎo)體球的球心，O1、O2、O3為位于球內(nèi)的三個(gè)半徑皆為r的球形空腔的球心，它們與O共面，已知。在OO1、OO2的連線上距O1、O2為的P1、P2點(diǎn)處分別放置帶電量為q1和q2的線度很小的導(dǎo)體（視為點(diǎn)電荷），在O3處放置一帶電量為q3的點(diǎn)電荷，設(shè)法使q1、q2和q3固定不動(dòng)。在導(dǎo)體球外的P點(diǎn)放一個(gè)電量為Q的點(diǎn)電荷，P點(diǎn)與O1、O2、O3共面，位于的

13、延長(zhǎng)線上，到O的距離。（1）求q3的電勢(shì)能；O1O2O3PP2P1ORRr（2）將帶有電量q1、q2的小導(dǎo)體釋放，當(dāng)重新達(dá)到靜電平衡時(shí)，各表面上的電荷分布有何變化？此時(shí)q3的電勢(shì)能為多少？十六、零電阻是超導(dǎo)體的一個(gè)基本特征，但在確認(rèn)這一事實(shí)時(shí)受到實(shí)驗(yàn)測(cè)量精確度的限制。為克服這一困難，最著名的實(shí)驗(yàn)是長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)浸泡在液態(tài)氦（溫度T=4.2K）中處于超導(dǎo)態(tài)的用鉛絲做成的單匝線圈（超導(dǎo)轉(zhuǎn)換溫度TC=7.19K）中電流的變化。設(shè)鉛絲粗細(xì)均勻，初始時(shí)通有I=100A的電流，電流檢測(cè)儀器的精度為I=1.0mA，在持續(xù)一年的時(shí)間內(nèi)電流檢測(cè)儀器沒有測(cè)量到電流的變化。根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，試估算對(duì)超導(dǎo)態(tài)鉛的電阻率為零的結(jié)

14、論認(rèn)定的上限為多大。設(shè)鉛中參與導(dǎo)電的電子數(shù)密度n=8.00×1020m3，已知電子質(zhì)量m=9.11×10-31kg，基本電荷e=1.60×10-19C。（采用的估算方法必須利用本題所給出的有關(guān)數(shù)據(jù)）十七、如圖所示，兩個(gè)固定的均勻帶電球面，所帶電荷量分別為Q和-Q（Q>0），半徑分別為R和R/2，小球面與大球面內(nèi)切于C點(diǎn)，兩球面球心O和O的連線MN沿豎直方向。在MN與兩球面的交點(diǎn)B、O和C處各開有足夠小的孔，因小孔損失的電荷量忽略不計(jì)。有一質(zhì)量為m，帶電荷量為q（q>0）的質(zhì)點(diǎn)自MN線上離B點(diǎn)距離為R的A點(diǎn)豎直上拋。設(shè)靜電力常量為k，重力加速度為g。（1

15、）要使質(zhì)點(diǎn)為從A點(diǎn)上拋后能夠到達(dá)B點(diǎn)，所需的最小初動(dòng)能為多少？（2）要使質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)上拋后能夠到達(dá)O點(diǎn)，在不同條件下所需的最小初動(dòng)能各為多少？十八、半導(dǎo)體pn結(jié)太陽(yáng)能電池是根據(jù)光生伏打效應(yīng)工作的。當(dāng)有光照射pn結(jié)時(shí)，pn結(jié)兩端會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這就是光生伏打效應(yīng)。當(dāng)pn結(jié)兩端接有負(fù)載時(shí)，光照使pn結(jié)內(nèi)部產(chǎn)生由負(fù)極指向正極的電流即光電流，照射光的強(qiáng)度恒定時(shí)，光電流是恒定的，已知該光電流為IL；同時(shí)，pn結(jié)又是一個(gè)二極管，當(dāng)有電流流過負(fù)載時(shí)，負(fù)載兩端的電壓V使二極管正向?qū)?，其電流為，式中Vr和I0在一定條件下均為已知常數(shù)。（1）在照射光的強(qiáng)度不變時(shí)，通過負(fù)載的電流I與負(fù)載兩端的電壓V的關(guān)系是I=_。太

16、陽(yáng)能電池的短路電流IS=_，開路電壓VOC=_，負(fù)載獲得的功率P=_。（2）已知一硅pn結(jié)太陽(yáng)能電池的IL=95mA，I0=4.1×10-9mA，Vr=0.026V。則此太陽(yáng)能電池的開路電壓VOC=_V，若太陽(yáng)能電池輸出功率最大時(shí)，負(fù)載兩端的電壓可近似表示為，則VmP=_V。太陽(yáng)能電池輸出的最大功率Pmax=_mW。若負(fù)載為歐姆電阻，則輸出最大功率時(shí)，負(fù)載電阻R=_。十九、圖中所示的靜電機(jī)由一個(gè)半徑為R、與環(huán)境絕緣的開口（朝上）金屬球殼形的容器和一個(gè)帶電液滴產(chǎn)生器G組成。質(zhì)量為m、帶電量為q的球形液滴從G緩慢地自由掉下（所謂緩慢，意指在G和容器口之間總是只有一滴液滴）。液滴開始下落時(shí)

17、相對(duì)于地面的高度為h。設(shè)液滴很小，容器足夠大，容器在達(dá)到最高電勢(shì)之前進(jìn)入容器的液體尚未充滿容器。忽略G的電荷對(duì)正在下落的液滴的影響。重力加速度大小為g。若容器初始電勢(shì)為零，求容器可達(dá)到的最高電勢(shì)Vmax。二十、如圖所示，兩個(gè)半徑都為R帶電荷都為Q（>0）的均勻帶電細(xì)圓環(huán)，環(huán)的圓心位于z軸上，環(huán)面與z軸垂直，坐標(biāo)原點(diǎn)O到兩圓環(huán)的圓心O1和O2的距離相等，用D表示此距離（其大小可變，即可取任意值）。（1）一質(zhì)量為m、電荷為q（>0）的帶電粒子，從z=-處沿Oz軸正方向射向兩個(gè)圓環(huán)，已知該粒子剛好能穿過兩個(gè)圓環(huán)。試通過定性及半定量的分析，畫出該粒子的動(dòng)能Ek隨z變化的圖線，并求出與所畫圖

18、線相應(yīng)的D所滿足的條件；（2）若該粒子初始時(shí)位于坐標(biāo)原點(diǎn)z=0處，現(xiàn)給粒子一沿z軸方向的速度（大小不限），試盡可能詳細(xì)討論粒子可能做怎樣的運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力的作用。M I M圖1二十一、如圖1所示，器件由相互緊密接觸的金屬層（M）、薄絕緣層（I）和金屬層（M）構(gòu)成。按照經(jīng)典物理的觀點(diǎn)，在I層絕緣性能理想的情況下，電子不可能從一個(gè)金屬層穿過絕緣層到達(dá)另一個(gè)金屬層。但是，按照量子物理的原理，在一定的條件下，這種渡越是可能的，習(xí)慣上將這一過程稱為隧穿，它是電子具有波動(dòng)性的結(jié)果。隧穿是單個(gè)電子的過程，是分立的事件，通過絕緣層轉(zhuǎn)移的電荷量只能是電子電荷量-e（e=1.60×10-19C）的整數(shù)倍，

19、因此也稱為單電子隧穿，MIM器件亦稱為隧穿結(jié)或單電子隧穿結(jié)。本題涉及對(duì)單電子隧穿過程控制的庫(kù)侖阻塞原理，由于據(jù)此可望制成尺寸很小的單電子器件，這是目前研究得很多、有應(yīng)用前景的領(lǐng)域。-QQA B圖2（1）顯示庫(kù)侖阻塞原理的最簡(jiǎn)單的做法是將圖1的器件看成一個(gè)電容為C的電容器，如圖2所示。電容器極板上的電荷來(lái)源于金屬極板上導(dǎo)電電子云相對(duì)于正電荷背景的很小位移，可以連續(xù)變化。如前所述，以隧穿方式通過絕緣層的只能是分立的單電子電荷。如果隧穿過程會(huì)導(dǎo)致體系靜電能量上升，則此過程不能發(fā)生，這種現(xiàn)象稱為庫(kù)侖阻塞。試求出發(fā)生庫(kù)侖阻塞的條件即電容器極板間的電勢(shì)差VAB=VA-VB在什么范圍內(nèi)單電子隧穿過程被禁止；

20、（2）假定VAB=0.10mV是剛能發(fā)生隧穿的電壓。試估算電容C的大小；（3）將圖1的器件與電壓為V的恒壓源相接時(shí)，通常采用圖2所示的雙結(jié)構(gòu)器件來(lái)觀察單電子隧穿，避免雜散電容的影響。中間的金屬塊層稱為單電子島。作為電極的左、右金屬塊層分別記為S，D。若已知島中有凈電荷量-ne，其中凈電子數(shù)n可為正、負(fù)整數(shù)或零，e為電子電荷量的大小，兩個(gè)MIM結(jié)的電容分別為CS和CD。試證明雙結(jié)結(jié)構(gòu)器件的靜電能中與島上凈電荷量相關(guān)的靜電能（簡(jiǎn)稱單電子島的靜電能）為Un=；（4）在圖3給出的具有源（S）、漏（D）電極雙結(jié)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過和島連接的電容CG添加門電極（G）構(gòu)成如圖4給出的單電子三極管結(jié)構(gòu)，門電極和

21、島間沒有單電子隧穿事件發(fā)生。在V較小且固定的情況下，通過門電壓VG可控制島中的凈電子數(shù)n。對(duì)于VG如何控制n，簡(jiǎn)單的模型是將VG的作用視為島中附加了等效電荷q0=CGVG。這時(shí)，單電子島的靜電能可近似為Un=(-ne+q0)2/2C，式中C=CS+CD+CG。利用方格圖（圖5），考慮庫(kù)侖阻塞效應(yīng)，用粗線畫出島中凈電子數(shù)從n=0開始，CGVG/e由0增大到3的過程中，單電子島的靜電能Un隨CGVG變化的圖線（縱坐標(biāo)表示Un，取Un的單位為e2/2C；橫坐標(biāo)表示CGVG，取CGVG的單位為e）。要求標(biāo)出關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)，并把n=0，1，2，3時(shí)CGVG/e的變化范圍填在表格中。（此小題只按作圖及所填表

22、格（表1）評(píng)分）圖3圖4圖5n0123CGVG/e變化范圍表1yxAu0Bu0Od二十二、在水平面上有兩根垂直相交的內(nèi)壁光滑的連通細(xì)管，管內(nèi)放置兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為q的同號(hào)帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)A和B。初始時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A至兩管交點(diǎn)O的距離為d，質(zhì)點(diǎn)B位于交點(diǎn)O處，速度相互垂直，方向如圖所示，大小均為，k為靜電力常量。求在以后的運(yùn)動(dòng)中，它們之間的最小距離。二十三、如圖，兩塊大金屬板A和B沿豎直方向平行放置，相距為d，兩板間加有恒定電壓U，一表面涂有金屬膜的乒乓球垂吊在兩板之間，其質(zhì)量為m。輕推乒乓球，使之向其中一金屬板運(yùn)動(dòng)，乒乓球與該板碰撞后返回，并與另一板碰撞，如此不斷反復(fù)。假設(shè)乒乓球與兩板的碰撞為非彈性

23、碰撞，其恢復(fù)系數(shù)為e，乒乓球與金屬板接觸的時(shí)間極短，并在這段時(shí)間內(nèi)達(dá)到靜電平衡。達(dá)到靜電平衡時(shí)，乒乓球所帶的電荷量q與兩極板間電勢(shì)差的關(guān)系可表示為|q|=C0U，其中C0為一常量。同時(shí)假設(shè)乒乓球半徑遠(yuǎn)小于兩金屬板間距d，乒乓球上的電荷不影響金屬板上的電荷分布；連接乒乓球的繩子足夠長(zhǎng)，乒乓球的運(yùn)動(dòng)可近似為沿水平方向的直線運(yùn)動(dòng)；乒乓球第一次與金屬板碰撞時(shí)的初動(dòng)能可忽略，空氣阻力可忽略。試求：（1）乒乓球運(yùn)動(dòng)過程中可能獲得的最大動(dòng)能；（2）經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后，通過外電路的平均電流。二十四、如圖所示，在一光滑水平圓桌面上有兩個(gè)質(zhì)量、電荷都均勻分布的介質(zhì)球，兩球半徑均為a，A球質(zhì)量為m，所帶電荷量為Q，B球質(zhì)量為