Question

如图所示的电路中，平行板电容器的电容为C，两板水平放置间距为d，两板间有一带电小球，质量为m，带电量为q，初始时电键S处于断开状态．小球静止在电容器的两板间．已知电源内阻为r，且电阻R₁＝2R₂＝4r，重力加速度为g．求：

(1)电源的电动势ε；

(2)闭合电键后，电容器所带的电量Q；

(3)闭合电键后，小球的加速度a的大小．

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)电键断开时，电容器上的电压等于电动势ε，设两板间电场强度为E．由小球受力，根据平衡条件得qE＝mg(2分) 　　由匀强电场的场强与电势差关系得E＝(2分) 　　解得ε＝(1分) 　　(2)电键闭合后，电容器上的电压等于电阻R2上的电压，由闭合电路欧姆定律得 　　U＝ε(2分) 　　由电容公式得Q＝CU(2分) 　　解得Q＝(2分) 　　(3)由受力图，根据牛顿第二定律得mg－q＝ma(2分) 　　代入已知量解得a＝g(2分)