如圖所示,電源電動勢為10V,內(nèi)電阻為0.5Ω,R1=5.5Ω,R2=4Ω,當S閉合時,一帶電油滴恰好靜止在水平放置的平行金屬板間.求S斷開時,油滴的加速度為多大?方向如何?
分析:當S閉合時,電容器與R2并聯(lián),根據(jù)歐姆定律得到電容器的電壓與電源電動勢的關系.由油滴靜止,根據(jù)平衡條件得到,重力與板間電壓的關系.S斷開時,電路中沒有電流,板間電壓等于電源的電動勢,根據(jù)牛頓第二定律得到加速度與板間電壓的關系,再聯(lián)立求解加速度的大�。捎诎彘g電壓增大,場強增大,油滴的加速度方向向上.
解答:解:當S閉合時,電容器與R2并聯(lián)
U1=
R2E
R1+R2+r
=0.4E

對油滴靜止,由平衡條件:mg=
U1
d
q
,得到mg=
0.4qE
d

當S斷開時,電容器與電源并聯(lián)U2=E
對油滴,由牛頓第二定律:
U2
d
q-mg=ma
,得到2.5mg-mg=ma
得a=1.5g=15m/s2,方向向上.
答:S斷開時,油滴的加速度為15m/s2,方向向上.
點評:本題是電路與電場、力學知識的綜合,考查處理綜合題的能力.電容器的電壓與所并聯(lián)電路的電壓相等.電路穩(wěn)定后,電容器所在電路電流為零,其電壓等于所在電路兩端的電壓.
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B、小燈泡L3變暗,L1、L2變亮
C、△U1<△U2
D、
U1
△I
不變,
U2
△I
不變

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