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

求：(1)K斷開(kāi)后，微粒向什么方向運(yùn)動(dòng)，加速度多大？

(2)若電容為1000 pF，K斷開(kāi)后，有多少電量的電荷流過(guò)R2？

答案：
解析：

　　正確解答：(1)當(dāng)K接通電路穩(wěn)定時(shí)，等效電路圖如圖所示．

　　ε1、r1和R1形成閉合回路，A，B兩點(diǎn)間的電壓為：

　　－×0.5＝2.75(V)

　　電容器中帶電粒子處于平衡狀態(tài)，則所受合力為零，

　　F－mg＝0

　　

　　在B，R2，ε2，C，A支路中沒(méi)有電流，R2兩端等勢(shì)將其簡(jiǎn)化，

　　U＋ε2＝UAB，ε2＝U－UAB＝1.25 V

　　當(dāng)K斷開(kāi)電路再次達(dá)到穩(wěn)定后，回路中無(wú)電流電路結(jié)構(gòu)為下圖所示．電容器兩端電壓＝ε2＝1.25 V

　　6.875(m/S2)

　　即帶電粒子將以6.875 m/s2的加速度向下做勻加速運(yùn)動(dòng)．

　　(2)K接通時(shí)，電容器帶電量為Q＝CU＝4×10－9 C

　　K斷開(kāi)時(shí)，電容器帶電量為＝C＝1.2×10－9(C)

　　ΔQ＝Q－＝2.75×10－9 C

　　有總量為2.75×10－9(C)的電子從R2由下至上流過(guò)．

　　小結(jié)：本題考查學(xué)生對(duì)電容器充放電物理過(guò)程定性了解程度，以及對(duì)充電完畢后電容所在支路的電流電壓狀態(tài)是否清楚．學(xué)生應(yīng)該知道電容器充電時(shí)，隨著電容器內(nèi)部電場(chǎng)的建立，充電電流會(huì)越來(lái)越小，電容器兩極板間電壓(電勢(shì)差)越來(lái)越大．當(dāng)電容器兩端電壓與電容器所并聯(lián)支路電壓相等時(shí)充電過(guò)程結(jié)束，此時(shí)電容器所在的支路電流為零．

　　根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)學(xué)生應(yīng)該會(huì)用等勢(shì)的方法將兩端等勢(shì)的電阻簡(jiǎn)化，畫(huà)出等效電路圖，如本題中的上兩個(gè)圖，進(jìn)而用電路知識(shí)解決問(wèn)題．


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[　　]

A．?dāng)嚅_(kāi)S前，電容器的電荷量為零

B．?dāng)嚅_(kāi)S前，電容器的兩端電壓為V

C．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電容器的a極將帶上正電荷

D．?dāng)嚅_(kāi)S瞬間，電容器的b極將帶上正電荷

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(1)K斷開(kāi)后，微粒向什么方向運(yùn)動(dòng)，加速度多大？

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