Question

【题目】如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω,R2=2Ω，R3=4Ω,水平放置的平行板电容器的电容C=100μF，开关S断开后，电容器中的带电粒子处于静止状态，取g=10m/s2，求：

（1）开关S闭合后，带电粒子的加速度大小和方向；

（2）开关S闭合后，流过电阻R3的总电荷量。

Answer 1

【答案】（1）；竖直向上；（2）4×10-4C

【解析】

（1）设粒子的质量为m，电荷量为q，平行板电容器两板间的距离为d。

开关S断开后，电容器两极板间的电压为：

由于粒子静止，则有

开关S闭合后，电容器两极板间的电压为：

因为由牛顿第三定律知，粒子加速度方向竖直向上，大小为：

（2）开关S闭合后，电容器再次被充电，流过R3的总电荷量为：