问题 问答题

如图所示,E=10V,r=1Ω,R1=R3=5Ω,R2=4Ω,C=100μF,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.

答案

(1)S断开,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
R1+R2+r
R2=4V

q

UC
d
=mg

S闭合后,有:

U′C
=
E
R2+r
R2=8V

设带电粒子加速度为a,则根据牛顿第二定律,有:q

U′C
d
-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△Q=C(

U′C
-UC);

得△Q=4×10-4C

答:(1)S闭合后,带电粒子加速度的大小为g,方向竖直向上;

(2)S闭合后流过R3的总电荷量为4×10-4C.

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