Question

【題目】如圖所示,電源電動勢E=28V,內阻r=2Ω,電阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等,極板長L=0.20m,兩極板的間距d=1.0×10—2m。

(1)開關S原來是斷開的,當其閉合后,通過R4的總電量為多少?

(2)若開關S斷開時,有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板電容器的電場中,剛好沿虛線勻速運動,則當開關S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入電場中,能否從電場中射出?(要求寫出計算和分析過程,g取10m/s2)

Answer 1

【答案】（1）（2）微粒不能從C的電場中射出

【解析】試題分析：

（1）S斷開時，電阻R3兩端電壓

U3＝＝16 V （1分）

S閉合后，外電路的總電阻R＝＝6 Ω 路端電壓U＝＝21 V

電阻R3兩端的電壓U′3＝U＝14 V （2分）

流過R4的電荷量ΔQ＝CU3－CU′3＝6．0×10－12C． （1分）

（2）設帶電微粒的質量為m，帶電荷量為q，當開關S斷開時有＝mg （1分）

當開關S閉合后，設帶電微粒的加速度為a，則mg－＝ma （1分）

假設帶電微粒能從極板間射出，則水平方向t＝（1分）

豎直方向y＝at2 （1分）

由以上各式得y＝6．25×10－3m> （1分）

故帶電微粒不能從極板間射出． （1分）