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

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  • 解题思路:(1)S断开,带电粒子恰好处于平衡状态,电场力和重力平衡,根据平衡条件列式;

    S闭合后,电容器两端电压增加,根据牛顿第二定律列式求解;

    (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,根据Q=CU列式求解.

    (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+rR2=4V

    q

    UC

    d=mg

    S闭合后,有:

    U′C=

    E

    R2+rR2=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.

    点评:

    本题考点: 闭合电路的欧姆定律;电容.

    考点点评: 本题是力电综合问题,关键是通过电路分析得到电压变化情况,然后对微粒运用牛顿第二定律列式求解.