Question

如圖14所示，電源的電動勢E=12 V，內阻不計，電阻R₁=R₂=R₃=4 Ω,R₄=12 Ω,電容器的電容C=10 μF,在其中有一帶電微粒恰好處于靜止狀態.若在工作的過程中，電阻R₂突然發生斷路，電流表可看作理想電表，求：

圖14

（1）帶電微粒加速度的大小和方向；

（2）從電阻R₂斷路到電路穩定的過程中，流經電流表的電荷量.

Answer 1

(1)a=2g　方向豎直向下　(2)Q_a=6×10^-5 C?

解析：(1)R₂斷路前，由于R₁=R₂，R₂兩端電壓為U₂= =6 V

由于R₃∶R₄=1∶3,R₄兩端電壓為U₄=E=9 V?

電容器兩端電壓為U_c=3 V，帶電荷量Q_c=CU_c=3×10×10^-6 C=3×10^-5 C(上板帶負電)

又因帶電微粒靜止，=mg

當R₂斷路、電路穩定后，電容器兩端電壓U_c′=U₃=E=3 V，電容器帶電荷量為Q_c′=CU_c′=3×10^-5 C(上板帶正電)?

帶電微粒的加速度a==2g,方向豎直向下.?

(2)從電阻R₂斷路到電路穩定的過程中，流經電流表的電荷量

Q_a=Q_c+Q_c′=6×10^-5 C.