Question

【题目】如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：

（1）S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；

（2）S闭合后流过R3的总电荷量。

Answer 1

【答案】（1）g，方向竖直向上 （2）4×10－4 C

【解析】（1）开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上。S闭合后，qE＝mg的平衡关系被打破。

S断开时，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝E＝4 V， ＝mg

S闭合后，UC′＝E＝8 V

设带电粒子加速度为a，

则－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上。

（2）S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C（UC′－UC）＝4×10－4 C