Question

如图所示，电源电动势E=9V，内阻r=0.5Ω，电阻R 1 =5.0Ω，R 2 =3.5Ω，R 3 =6.0Ω，R 4 =3.0Ω，电容C=2

如图所示，电源电动势E=9V，内阻r=0.5Ω，电阻R 1 =5.0Ω，R 2 =3.5Ω，R 3 =6.0Ω，R 4 =3.0Ω，电容C=2.0μF。两板间距离为0.17 m。 （1）求电键接到a时，电容的带电量是多少？上极板带何种电荷？（2）求电键从与a接触到与b接触时，通过R 3 的电荷量是多少？上极板带何种电荷？（3）若两极板中央有一个带电粒子，当电键与a接触时，正好处于静止状态，若电键与b接触后，带电粒子向哪极板运动？经过多长时间到达极板？（不考虑电容充放电时间，g=10m/s 2 ）

Answer 1

（1）2×10 -5 C；正电；（2）1.7×10 -5 C；负电；（3）向下极板运动；0.1s。

试题分析：（1）当开关接a时，电容器的电压 电量 Q 1 =CU 1 =2×10 -6 ×5C=2×10 -5 C，由于上极板电势高，则上极板带正电荷． （2）电键与b接触时，电容器的电压 则由Q=CU可知，开关由a接b的过程中，电量变化△Q=（U 1 +U 2 ）C=8.5×2.0×10 -6 =1.7×10 -5 C 即通过R 3 的电荷量为1.7×10 -5 C．由于上极板电势低，则上极板带负电荷． （3）当电键与a接触时，粒子正好处于静止状态，电场力与重力平衡，则知电场力方向竖直向上，且有： 若电键与b接触后，场强反向，电场力反向，则小球向下极板做加速运动． 根据牛顿第二定律得： 联立得： 由 得：