Question

在圖14-7-13所示的電路中，兩個電池的電動勢都是E，內(nèi)阻都是r,平行板電容器兩板水平放置，電容為C，電阻R₁=2r,R₂=r，當開關(guān)S接通1時，電容器兩板間的一個帶電液滴恰好處于靜止狀態(tài)，液滴質(zhì)量為m，帶電量為q,求：

圖14-7-13

（1）電容器所帶的電量.

（2）開關(guān)S接到2處時，電路穩(wěn)定后，帶電液滴的加速度的大小.

   

Answer 1

解析：（1）S接通1時，如圖A所示，由兩個電源形成兩個閉合回路，電阻R₁、R₂兩端電壓分別為：

圖A

    U_BC =·R₁

    = =U_B-U_C.

    U_AD =·R₂

    =

    =_.

    B點電勢比A點電勢高，B、A兩點電勢差，即電容器兩板間電勢差為：

U_BA?=U_BC-U_AD=E.

?  電容器的帶電量為：Q=CU_BA?=CE.

帶電液滴在電場中受二力平衡，如圖B所示，則有

圖B? 

    qE₁=mg.

?  ∵,,

?  ∴.

?  則,

得.                                                          ①

（2）當S接通2時，電容器兩板間電勢差等于電阻R₂兩端電壓，即

?  .

?  并且φ_A＞φ_B，此時兩極板間電場場強為

?  ,                                                      ②

?  方向豎直向下.

?  帶電液滴受重力和電場力qE₂，方向均向下，則有

?  mg+qE₂=mA.                                                           ③

?  由①、②、③聯(lián)立解得：a=4g.

答案：，4g