Question

如圖14所示，ε₁=3V，r₁=0.5Ω，R₁=R₂=5.5Ω，平行板電容器的兩板距離d=1cm，當(dāng)電鍵K接通時，極板中的一個質(zhì)量m=4×10^-3g，電量為q=1.0×10^-7C的帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求：

（1）K斷開后，微粒向什么方向運動，加速度多大？

（2）若電容為1000pF，K斷開后，有多少電量的電荷流過R₂？

Answer 1

解：(1)當(dāng)K接通電路穩(wěn)定時，等效電路圖如圖所示。ε₁、r₁和R₁形成閉合回路，A，B兩點間的電壓為：

  電容器中帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則所受合力為零，F(xiàn)－mg＝0在B，R₂，ε₂，C，A支路中沒有電流，R₂兩端等勢將其簡化，U＋ε₂=U_AB，ε₂=U－U_AB=1.25V

當(dāng)K斷開電路再次達到穩(wěn)定后，回路中無電流電路結(jié)構(gòu)為圖所示。電容器兩端電壓U′=ε₂=1.25V

   即帶電粒子將以6.875m/s²的加速度向下做勻加速運動。

　　(2)K接通時，電容器帶電量為Q=CU=4×1O^-9C……2分,K斷開時，電容器帶電量為Q′=CU′=1.25×10^-9(C)

　　△Q＝Q—Q′=2.75×10^-9C,有總量為2.75×10^-9(C)的電子從R₂由下至上流過。