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.