物理必备复习资料七之二十一

例20  电键K1，K2，K3，K4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，

　　(1)若断开K1，则P将__________;

　　(2)若断开K2，则P将________;

　　(3)若断开K3，则P将_________;

　　(4)若断开K4，则P将_______。

　　【常见错解】

　　(1)若断开K1，由于R1被断开，R2上的电压将增高，使得电容器两端电压下降，则P将向下加速运动。

　　(2)若断开K2，由于R3被断开，R2上的电压将增高，使得电容器两端电压下降，则P将向下加速运动。

　　(3)若断开K3，由于电源被断开，R2上的电压将不变，使得电容器两端电压不变，则P将继续悬浮不动。

　　(4)若断开K4，由于电源被断开，R2上的电压将变为零，使得电容器两端电压下降，则P将加速下降。

　　【错解原因】

　　上述四个答案都不对的原因是对电容器充放电的物理过程不清楚。尤其是充电完毕后，电路有哪些特点不清楚。

　　【分析解答】

　　电容器充电完毕后，电容器所在支路的电流为零。电容器两端的电压与它所并联的两点的电压相等。本题中四个开关都闭合时，有R1，R2两端的电压为零，即R1，R2两端等势。电容器两端的电压与R3两端电压相等。

　　(1)若断开K1，虽然R1被断开，但是R2两端电压仍为零，电容器两端电压保持不变，则P将继续悬浮不动

　　(2)若断开K2，由于R3被断开，电路再次达到稳定时，电容器两端电压将升高至路端电压R2上的电压仍为零，使得电容器两端电压升高，则P将向上加速运动。

　　(3)若断开K3，由于电源被断开，电容器两端电压存在一个回路，电容器将放电至极板两端电压为零，P将加速下降。

　　(4)K4断开，电容器两端断开，电量不变，电压不变，场强不变，P将继续悬浮不动。

　　【评析】

　　在解决电容器与直流电路相结合的题目时，要弄清楚电路的结构，还要会用静电场电势的观点分析电路，寻找等势点简化电路。